FPGA软件测试与评价技术
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前言

近年来,FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)作为现场可编程器件,由于其设计开发灵活、可靠性高,可以方便地实现各种数字电路功能(如FFT算法功能、通信功能等)及部分软件功能(如控制功能、校验和功能等),已被广泛应用于通信、医疗、工业控制、汽车电子、航空、航天等民用及军用领域,并发挥着重要作用。

在民用领域,我国探月工程中的嫦娥三号卫星的大量关键功能(如有效载荷系统)是由可编程逻辑器件实现的,其上的可编程逻辑器件的数量已经大大超过了软件的数量,载人航天工程中的神舟八号飞船的控制单元、数据处理等系统同样是由可编程逻辑器件设计实现的。在军用领域,可编程逻辑器件已被大量应用于制导控制系统、导引系统、动力系统、电气系统等系统中。中控机数/模转换控制、开关控制、雷达脉冲压缩控制、发动机数字综合控制器控制、底层通信等大量关键功能,部分型号中可编程逻辑器件的数量甚至已经超过了软件的数量。

正是基于FPGA的上述广泛应用,FPGA产品的质量也越来越受到大家的关注和重视,国际上多个空间大国在FPGA技术研究与应用、标准制定与推广等方面都取得了重要成果,已形成一系列标准和规范。同时,我国在FPGA研究方面也已经开展了部分工作,并取得了一定的研究进展。但针对FPGA产品测试的有关研究,目前我国尚处于初级阶段,相关文献和专业论述也比较少。作者通过查阅众多FPGA研发、测试相关书籍及资料,并结合自身部分项目实施经验,编写了《FPGA软件测试与评价技术》一书,并编入《智能制造测试与评价技术丛书》中。

本书以FPGA测试与评价技术为主线,共分为6章。

第1章简要介绍了FPGA的发展历史、工作原理、主流FPGA生产厂家及其产品等,并通过介绍近年来各领域中FPGA的应用来阐述FPGA测试的意义及必要性。

第2章主要以ISE软件为实例简要介绍了FPGA开发流程,通过了解FPGA的开发流程来进一步了解FPGA软件的结构,并为后续的测试奠定基础。

第3章从测试标准和测试模型的角度对FPGA产品的主要测试内容进行分析和阐述,并在第4章中根据FPGA的测试特点分别介绍了几款专业的测试工具。

第5章主要结合FPGA产品实例,详细分析了FPGA产品的测试内容及测试方法,通过直观的感受引导读者准确地把握测试的整个过程,并在第6章中对FPGA产品测试的整体流程和过程管理方法进行了介绍。

限于时间、条件与水平,本书还存在需要进一步完善与提高的地方,衷心希望广大读者与各界人士给予批评指正。

作者

2016年10月于北京