CN215813191U - 一种基于fpga的延时asic电路自动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置，属于ASIC检测领域，包括FPGA模块、延时ASIC电路、FPGA串口电路和电平转换电路；延时ASIC电路通过电平转换电路连接FPGA模块，FPGA串口电路通过URAT接口连接FPGA模块；延时ASIC电路通过FPGA模块下载测试配置程序。通过基于主控芯片FPGA模块，对延时ASIC电路进行功能检测，判断延时ASIC电路的延时数据是否达到设计指标、是否满足使用要求，结构简单，提高了延时ASIC电路筛选的精度和效率。按照测试需求在一个测试程序中实现对延时参数的配置，完成对相应延时数据的自动测试并显示测试结果，避免手动配置延时参数、通过测试仪器手动抓取延时数据，降低测试难度和测试操作复杂度、减少测试人员的劳动强度，提高了测试效率和精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及ASIC检测技术领域，特别涉及一种基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置。
背景技术
芯片在封装之后，必须经过功能检测才能确保芯片的品质；同时延时ASIC电路又可作为定制的专用延时芯片，在某些产品中扮演着关键角色，必须对其延时数据进行验收检验。传统的延时ASIC测试方法，尤其是针对延时编码可配置的延时ASIC，需要搭建临时外围电路并人工设定延时编码，再通过示波器、逻辑分析仪等测试设备对延时数据进行捕捉与记录，再进行数据比较。
尤其针对11位以上的可配置延时ASIC电路，共有2048种以上的延时数据，人工测量需要耗费大量时间精力，增加了测试成本；并且人工测量存在检验误差大，容易引起误判的情况。这种不足之处随着ASIC的批量生产交付，将显得尤为突出。FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)具有强大的并行处理能力和丰富的逻辑资源，能够很好地实现硬件并行和流水线能力，而且有很强的灵活性、开发周期短，系统维护简单易行。这些特征使得FPGA在数据处理、通信、网络等很多领域得到了越来越多的广泛应用。将FPGA和延时ASIC电路功能检测结合起来，可以大大提高检测的速度和精度，节约投入成本，能适应大批量ASIC的测试。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置，以解决背景技术中的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置，包括FPGA模块、延时ASIC电路、FPGA串口电路和电平转换电路；
所述延时ASIC电路通过所述电平转换电路和所述FPGA模块连接，所述FPGA串口电路通过URAT接口与所述FPGA模块连接；所述延时ASIC电路通过所述FPGA模块下载测试配置程序；
所述FPGA模块、所述延时ASIC电路、所述FPGA串口电路和所述电平转换电路集成安装在同一块电路板上。
可选的，所述延时ASIC电路中包括TIN输入模块、TOUT输出模块和延时编码配置模块，所述TIN输入模块、所述TOUT输出模块和所述延时编码配置模块经所述电平转换电路和所述FPGA模块的GPIO端口连接。
可选的，所述FPGA模块作为主控芯片，采用Xilinx的XC7Z020-1CLG400C，集成PS端单核/双核Cortex-A9 ARM+PL端Artix-7构架可编程逻辑资源，支持包括UART在内的通用接口。
可选的，所述基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置还包括电源接口、电源芯片和电源开关；所述电源接口、所述电源芯片和所述电源开关构成电源系统，为所述延时ASIC电路、所述电平转换电路、和所述FPGA模块供电。
可选的，所述延时ASIC电路通过定制测试插座可自主更换，所述FPGA模块由专用接插件连接。
可选的，所述FPGA串口电路部分使用RS232收发器芯片MAX3232E，接口型号为DB9，用于和上位机通信。
在本实用新型提供的基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置中，包括FPGA模块、延时ASIC电路、FPGA串口电路和电平转换电路；延时ASIC电路通过电平转换电路和FPGA模块连接，FPGA串口电路通过URAT接口与FPGA模块连接；延时ASIC电路通过FPGA模块下载测试配置程序。本实用新型通过基于主控芯片FPGA模块，对延时ASIC电路进行功能检测，判断延时ASIC电路的延时数据是否达到设计指标、是否满足使用要求，结构简单，设计合理，大大提高了延时ASIC电路筛选的精度和效率。按照测试需求在一个测试程序中实现对延时参数的配置，完成对相应延时数据的自动测试并显示测试结果，避免了延时ASIC电路传统测试方法中，需手动配置延时参数，再通过示波器、逻辑分析仪等测试仪器手动抓取延时数据，可降低测试难度和测试操作复杂度、减少测试人员的劳动强度，并提高了测试效率和精度。
附图说明
图1为本实用新型提供的基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置的系统构架图；
图2为外围电平转换电路和FPGA电源的部分原理示意图；
图3为FPGA串口电路的部分原理示意图；
图4为外围电平转换电路的部分原理示意图；
图5为基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置的测试流程构架图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
实施例一
本实用新型提供了一种基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置，其结构如图1所示，包括FPGA模块、延时ASIC电路、FPGA串口电路和电平转换电路；所述延时ASIC电路通过所述电平转换电路和所述FPGA模块连接，所述FPGA串口电路通过URAT接口与所述FPGA模块连接；所述延时ASIC电路通过所述FPGA模块下载测试配置程序；所述FPGA模块、所述延时ASIC电路、所述FPGA串口电路和所述电平转换电路集成安装在同一块电路板上。延时ASIC电路通过定制测试插座可自主更换，FPGA模块由专用接插件连接。
在本实用新型中，该基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置还包括电源接口、电源芯片、电源开关、主控FPGA模块DEBUG用JTAG接口；所述电源接口、所述电源芯片、所述电源开关构成电源系统，为所述延时ASIC电路、所述电平转换电路、和所述FPGA模块供电。
采用单电源为整个检测装置供电，请参阅图2，输入电源电压为直流+5V。所述电源系统可通过电源开关控制5V电源的通断。通过低压差线性稳压器TPS75533和LM1117分别产生+3.3V和+1.8V，为外围的电平转换和FPGA模块供电，延时ASIC电路则直接使用外部输入的直流+5V，并通过FPAG模块下载配置参数。FPGA模块使用的是Xilinx的XC7Z020-1CLG400C作为主控芯片，集成PS端单核/双核Cortex-A9 ARM+PL端Artix-7构架可编程逻辑资源，通过JTAG接口下载程序，支持UART等常见接口。
请参阅图3为FPGA串口电路部分原理图：FPGA模块的UART串行数据RX和TX使用RS232串口转换芯片MAX3232E，通过DB9接口和上位机进行通信。自动测试完成后，再通过该DB9接口将结果发送到上位机。
请参阅图4为电平转换电路部分的原理图，延时ASIC电路中的TIN输入模块、TOUT输出模块、延时编码配置模块和FPGA模块的GPIO端口之间通过采用GTL2000实现+3.3V和+5V两种信号电平的转换。
请参阅图5，检测装置上电完成后，主控芯片FPGA模块接收按键或者串口测试命令开始进行延时ASIC电路测试。通过PC端的上位机应用程序可以进行待测延时芯ID号的设置以及延时编码的配置，并进行相关操作命令之后，即可开始自动测试。测试方式分为两种：1、单次延时测试：主控芯片FPGA模块收到单次测试命令之后，即开始进行自动单次测试，为提高测试精度，一般对同一延时ASIC电路实施多次测量（≥10次），上位机应用测试程序自动记录测试数据并进行取平均值计算，最后比较测试结果并记录；2、连续延时测试：主控芯片FPGA模块收到连续延时测试命令之后，即开始进行自动连续测试，应用测试程序自动记录测试数据，比较测试结果并记录。每次测试成功后进行系统复位，可根据需求配置不同的延时编码再进行测试，直到完成所有延时编码组合的数据测试。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置，其特征在于，包括FPGA模块、延时ASIC电路、FPGA串口电路和电平转换电路；
所述延时ASIC电路通过所述电平转换电路和所述FPGA模块连接，所述FPGA串口电路通过URAT接口与所述FPGA模块连接；所述延时ASIC电路通过所述FPGA模块下载测试配置程序；
所述FPGA模块、所述延时ASIC电路、所述FPGA串口电路和所述电平转换电路集成安装在同一块电路板上。
2.如权利要求1所述的基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置，其特征在于，所述延时ASIC电路中包括TIN输入模块、TOUT输出模块和延时编码配置模块，所述TIN输入模块、所述TOUT输出模块和所述延时编码配置模块经所述电平转换电路和所述FPGA模块的GPIO端口连接。
3.如权利要求1所述的基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置，其特征在于，所述FPGA模块作为主控芯片，采用Xilinx的XC7Z020-1CLG400C，集成PS端单核/双核Cortex-A9 ARM+PL端Artix-7构架可编程逻辑资源，支持包括UART在内的通用接口。
4.如权利要求1所述的基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置，其特征在于，所述基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置还包括电源接口、电源芯片和电源开关；所述电源接口、所述电源芯片和所述电源开关构成电源系统，为所述延时ASIC电路、所述电平转换电路、和所述FPGA模块供电。
5.如权利要求1所述的基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置，其特征在于，所述延时ASIC电路通过定制测试插座可自主更换，所述FPGA模块由专用接插件连接。
6.如权利要求1所述的基于FPGA的延时ASIC电路自动检测装置，其特征在于，所述FPGA串口电路部分使用RS232收发器芯片MAX3232E，接口型号为DB9，用于和上位机通信。
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2021
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