[发明专利]基于单电容的FPGA焊点故障诊断方法及诊断装置

权利要求书

1.基于单电容的FPGA焊点故障诊断方法，其特征在于，所述诊断方法采用基于单电容的FPGA焊点故障诊断装置实现，诊断装置包括状态机，所述状态机设有端口1至端口N共N个端口以及与端口1至端口N相对应的N个寄存器State1至StateN，N个寄存器State1至StateN均连接到寄存器NextSJ，状态机还设有端口Clk-S、端口Clk-C和端口CntK；

所述端口1至端口N分别用于连接FPGA上N个待检测的焊点；

所述端口Clk-C用于连接时钟信号，对端口1至端口N的状态进行控制，其控制任意一个端口输出高电平状态，对外接电容器进行充电；

所述端口Clk-S用于连接高频时钟采样信号，对任意一个端口的信号进行采样，获取该端口的状态，并记录相应的采样周期数；

所述端口CntK用于输出对相应端口的采样信号周期；

所述寄存器State1至StateN分别用于标识对应端口的健康状态；

所述寄存器NextSJ用于标识下一个待检测的焊点对应的端口；

所述状态机还设有端口RST，所述端口RST用于输入系统的复位信号；

所述状态机工作时包括空闲状态和AWBR工作状态；

所述状态机在空闲状态时，端口1至端口N均输出低电平状态，对外接电容器进行放电；所述状态机进入AWBR工作状态时，通过端口Clk-C的时钟信号控制端口K输出高电平状态，通过端口K给外接电容器充电，同时，通过端口Clk-S的高频时钟采样信号，对端口M的信号进行采样，采样结果由端口CntK输出，通过寄存器StateK记录端口K的健康状态，其中，1≤K≤N，M＝K+1,当K＝N时，M＝1；

所述诊断方法具体包括以下步骤：

步骤S1，首先建立FPGA焊点故障诊断方法模型，所述FPGA焊点故障诊断方法模型包括N个FPGA焊点的引脚Pin1至PinN，N个引脚Pin1至PinN均连接一个外接电容器；

步骤S2，设置所有N个引脚Pin1至PinN均输出低电平状态，对外接电容器进行放电；

步骤S3，设置引脚PinE输出高电平状态，对外接电容器进行充电，并设置所有PinF为高电阻状态，其中，1≤E＜N且1≤F≤N,F≠E,E+1；

步骤S4，采用高频时钟对引脚Pin(E+1)的信号进行采样，实时获取引脚Pin(E+1)的状态；

步骤S5，当引脚Pin(E+1)输出高电平状态时，通过记录高频时钟的周期数即可获取外部电容器的充电时间，进而计算出引脚PinE对应的FPGA焊点的电阻值，判断该FPGA焊点是否故障；

步骤S6，再次设置所有N个引脚Pin1至PinN均输出低电平状态，对外接电容器进行放电；

步骤S7，将E的值设置为E+1，并重复执行步骤S3至步骤S5；

步骤S8，重复执行步骤S7，直到E＝N-1，得到引脚Pin1至Pin(N-1)对应的FPGA焊点的电阻值，判断各FPGA焊点是否故障；

步骤S9，再次设置所有N个引脚Pin1至PinN均输出低电平状态，对外接电容器进行放电；

步骤S10，设置引脚PinN输出高电平状态，对外接电容器进行充电，并设置除Pin1和PinN以外的所有引脚为高电阻状态，通过对引脚Pin1的信号进行采样，获取引脚PinN对应的FPGA焊点的电阻值，判断该FPGA焊点是否故障。