CN113985257A - 一种fpga老炼结温动态调节系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种FPGA老炼结温动态调节系统，属于集成电路技术领域。该系统包括配置与监测板、数字源表和电源；数字源表与FPGA的温度传感器以及FPGA的接地接口相连，电源与数字源表以及温度传感器相连，配置与监测板接收电源发送来的温度反馈信息；配置与监测板包括系统控制器，以及与系统控制器相连的晶体振荡器、电源芯片、FLASH存储芯片、拨码开关组和状态指示灯；晶体振荡器与电源芯片相连，电源芯片与FLASH存储芯片相连。本发明克服了现有的FPGA动态老炼过程缺少精确结温监测手段的问题，具有广泛的适用性，老炼板引出端少，与温箱外的连线结构简单方便。通过采用数字源表的测试方法，简化了PCB板设计，节约了采购温度读取处理芯片的费用，降低了测试费用。
Description
技术领域
本发明涉及一种FPGA老炼结温动态调节系统，属于集成电路技术领域。
背景技术
FPGA具有可编程、高集成度、高速和高可靠性等优点。通过配置器件内部的逻辑功能和输入/输出端口，将原来电路板级实现的设计放在芯片中进行，提高了电路性能，缩小了电路体积，降低了电路功耗，有效提高了设计的灵活性和效率。
通过老炼试验，可以有效剔除由工艺缺陷造成的含内在固有缺陷的器件，保证器件的失效率水平满足用户需求。如不开展老炼试验，含有缺陷的器件在使用条件下会出现初期致命失效或早期寿命失效。
老炼试验使用应力在不破坏产品电气性能的前提下从一批产品中剔除那些在原材料、设计、生产等方面因潜在不良因素而造成的有缺陷的会早期失效的产品；以此挑出合格的产品，使产品的可靠性得到保障。在可靠性试验中，老炼试验是其中的耗时最长、设计最为复杂的试验。
依据GJB 548B-2005方法1015.1的规定，老炼“采用的电路应设计成使试验和工作时的最高额定结温不超过规定值”。为有效剔除早期失效，老炼结温应尽量接近（但不超过）最高额定值。
对于军级和宇航级FPGA器件，内部结温通常要求达到145℃。为保证老炼过程中器件的结温达到规定值，且不发生过老炼，需要对老炼过程中的器件实际结温进行测量，据此对输入时钟工作频率进行反馈修改与迭代优化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种FPGA老炼结温动态调节系统，以保证老炼过程中器件的结温达到规定值，且不发生过老炼。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种FPGA老炼结温动态调节系统，其特征在于：包括配置与监测板、数字源表和电源；所述数字源表与所述FPGA的温度传感器以及所述FPGA的接地接口相连，所述电源与所述数字源表以及所述温度传感器相连，所述配置与监测板接收所述电源发送来的温度反馈信息；所述配置与监测板包括系统控制器，以及与所述系统控制器相连的晶体振荡器、电源芯片、FLASH存储芯片、拨码开关组和状态指示灯；所述晶体振荡器与所述电源芯片相连，所述电源芯片与FLASH存储芯片相连。
上述方案的进一步改进是：所述系统控制器向所述FPGA传输FPGA配置文件。
上述方案的进一步改进是：所述拨码开关组通过n个拨码开关实现2^n个工作时钟频率的调节档位。
本发明的有益效果是：本发明克服了现有的FPGA动态老炼过程缺少精确结温监测手段的缺陷，具有广泛的适用性，老炼板引出端少，与温箱外的连线结构简单方便。同时，通过采用数字源表的测试方法，可以简化PCB板设计，节约了采购温度读取处理芯片的费用，降低了测试费用。
附图说明
图1是本发明是实施例的一种FPGA老炼结温动态调节系统的原理框图。
图2是本发明是实施例的一种FPGA老炼结温动态调节系统的配置与监测板原理框图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的一种FPGA老炼结温动态调节系统，如图1所示，包括配置与监测板、数字源表和电源；所述数字源表与所述FPGA的温度传感器以及所述FPGA的接地接口相连，所述电源与所述数字源表以及所述温度传感器相连，所述配置与监测板接收所述电源发送来的温度反馈信息；所述配置与监测板，如图2所示，包括系统控制器，以及与所述系统控制器相连的晶体振荡器、电源芯片、FLASH存储芯片、拨码开关组和状态指示灯；所述晶体振荡器与所述电源芯片相连，所述电源芯片与FLASH存储芯片相连。
所述系统控制器向所述FPGA传输FPGA配置文件。本实施例的FPGA老炼结温动态调节系统通过FPGA内置的温度传感器对内部结温进行精确测试，据此对输入时钟工作频率进行反馈修改与迭代优化，以达到老炼要求结温，实现有效老化的目的。
系统控制器通过读取FLASH存储的FPGA配置文件，并输出到FPGA，完成配置过程。同时，系统控制器输出FPGA老炼所需的数据输入（工作时钟和复位信号），作为老炼电路的激励。
所述拨码开关组通过n个拨码开关实现2^n个工作时钟频率的调节档位。拨码开关组起到改变工作时钟输出频率的作用，例如，拨码开关组使用4个0/1拨码开关，则可以产生4’b0000~4’b1111共16种输出组合，即FPGA老炼电路的工作频率可以有16档的调节范围。
本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种FPGA老炼结温动态调节系统，其特征在于：包括配置与监测板、数字源表和电源；所述数字源表与所述FPGA的温度传感器以及所述FPGA的接地接口相连，所述电源与所述数字源表以及所述温度传感器相连，所述配置与监测板接收所述电源发送来的温度反馈信息；所述配置与监测板包括系统控制器，以及与所述系统控制器相连的晶体振荡器、电源芯片、FLASH存储芯片、拨码开关组和状态指示灯；所述晶体振荡器与所述电源芯片相连，所述电源芯片与FLASH存储芯片相连。
2.根据权利要求1所述的一种FPGA老炼结温动态调节系统，其特征在于：所述系统控制器向所述FPGA传输FPGA配置文件。
3.根据权利要求1所述的一种FPGA老炼结温动态调节系统，其特征在于：所述拨码开关组通过n个拨码开关实现2^n个工作时钟频率的调节档位。
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