[发明专利]FPGA老炼试验系统及其电路配置方法

权利要求书

1.一种FPGA老炼试验系统，包括：

多个老炼板，置于老炼温箱中，每个老炼板包含：若干个FPGA芯片插座以及电源接口；在老炼温箱外还设有晶振，为每个老炼板提供激励；

电源分配板，置于老炼温箱外，为每个老炼板提供多路独立的电源；以及

配置与监测板，置于老炼温箱外，包含：PROM配置芯片；

其中，在老炼试验中，若干个待测试的不同的FPGA芯片放置于该老炼板中的FPGA芯片插座中，通过配置与监测板的PROM配置芯片控制一个PROM以被动串行模式同时配置该若干个不同的FPGA芯片。

2.根据权利要求1所述的FPGA老炼试验系统，其中，所述配置于监测板还包括：

LED指示灯，用于实时监测每个FPGA芯片的工作状态，在被动串行模式的配置方式下，一组FPGA芯片中的任何一个FPGA出现异常，LED指示灯便会指示出错误。

3.根据权利要求1所述的FPGA老炼试验系统，其中，对给所述电源分配板供电的电源设置输出电流最大值，以防止出现短路引起芯片烧毁。

4.根据权利要求1所述的FPGA老炼试验系统，其中，所述电源分配板为每个老炼板提供三路独立的电源，这三路独立的电源分别为：内核电压、IO电压以及辅助电压。

5.根据权利要求1所述的FPGA老炼试验系统，其中，所述若干个不同的FPGA芯片具有相同的封装，在控制一个PROM以被动串行模式同时配置该若干个不同的FPGA芯片时，根据FPGA芯片的需求对配置电路进行适应性更新。

6.一种FPGA老炼试验系统的电路配置方法，包括：

设计FPGA老炼功能电路，最大覆盖FPGA器件内部的BRAM、DSP、IO、DFF及LUT的资源；

通过内插环振电路对器件结温进行测量，保证老炼过程中结温达到规定值，且不发生过老炼；

采用被动串行模式对FPGA芯片进行配置，通过晶振提供老炼电路激励输入；以及

通过配置与监测板对老炼过程中器件状态进行监测。

7.根据权利要求6所述的电路配置方法，其中，所述内插环振电路对器件结温进行测量，保证老炼过程中结温达到规定值，且不发生过老炼，包括：

根据当前的配置码流确定能插入测温电路的空余位置并插入多组测温电路，并将修改后的码流配置到待测的FPGA中；

在复位信号有效时，环振使能端和频率计数器的使能端均处于使能无效状态，待复位信号放开后，测温电路开始工作，使能产生计数器开始在外部时钟的驱动下计数，同时让环振使能端有效；

当使能产生计数器的值计到某一预定值时，让频率计数器的使能端有效，频率计数器在环振输出时钟的驱动下计数；

当使能产生计数器的值计到大于某一预定值的另一预定值时，让环振使能端和频率计数器的使能端均无效，此时根据频率计数器中的计数值和外部时钟的频率计算出环形振荡器的振荡频率；以及

配置与监测板根据收到的频率计数器的计数值计算出当前测温电路所在位置的温度，同时利用频率计数器的使能端的边沿触发使得复位信号有效，测温电路停止工作。

8.根据权利要求7所述的电路配置方法，其中，根据所述内插环振电路对器件结温进行测量的结果来对老炼电路的输入时钟工作频率进行反馈修改与迭代优化。

9.根据权利要求6所述的电路配置方法，其中，设计的所述FPGA老炼功能电路满足：

在BRAM中实现最大位宽的RAM数据存储与读取；

在DSP中实现最大位宽的乘法运算；

在DFF与LUT中实现四输入异或功能；以及

除激励输入信号外，其余所有用户输入/输出管脚通过印刷电路板轨线与FPGA内部配置形成一条扫描链。

10.根据权利要求6至9任一项所述的电路配置方法，其中，所述采用被动串行模式对FPGA芯片进行配置是同时对多个FPGA芯片进行配置，以节省所需非易失性存储器件的数量。