[发明专利]FPGA老炼试验系统及其电路配置方法

说明书

本发明公开了一种FPGA老炼试验系统及其电路配置方法。其中，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、电源接口以及晶振，为老炼板提供激励；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。该系统适用于相同封装的不同FPGA芯片，具有通用性，节省了所需非易失性存储器件的数量，同时引入了状态监测系统和安全保证措施，对老炼过程中的芯片状态进行实时监测。

技术领域

本公开属于集成电路技术领域，涉及一种FPGA老炼试验系统及其电路配置方法。

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，将原来电路板级别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。

目前集成电路已普遍应用于航空、军事、工业等行业中，而其可靠性成为器件广泛应用的一大考虑要素，作为最重要的可靠性试验之一的老炼试验，是一种让产品在应力下工作一段时间以稳定其特性的方法。老炼试验使用的应力需要满足不破坏产品电气性能的前提，能够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。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。尤其是对于军工行业、航天行业等对于可靠性要求特别高的行业，老炼试验是一种常用手段，而在可靠性试验中，老炼试验是其中的耗时最长、设计最为复杂的试验。

针对FPGA进行老炼试验成为保障FPGA合格率的一种可选的可靠性试验，相对于其它单片集成电路，FPGA具有易失性的特点，需要专门的非易失性器件存储配置信息，FPGA工作前需对其进行配置，且芯片断电后功能丢失。

而基于FPGA的广泛应用，对各种FPGA器件进行老炼试验则出现了各种各样的测试系统和方法，不同的测试系统及方法之间可能兼容性较差、繁琐并耗时，那么亟需提出一种具有通用性的FPGA老炼试验系统，且系统结构简单、适合工艺化量产。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种FPGA老炼试验系统及其电路配置方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种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。

在本公开的一些实施例中，配置与监测板还包括：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。

在本公开的一些实施例中，对给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。

在本公开的一些实施例中，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(VCCINT)、IO电压(VCCO)以及辅助电压(VCCAUX)。