[发明专利]一种高精度FPGA焊点故障实时诊断方法及诊断装置

权利要求书

1.一种高精度FPGA焊点故障实时诊断方法，其特征在于，该高精度FPGA焊点故障实时诊断方法是基于高精度FPGA焊点故障实时诊断装置实现的，该高精度FPGA焊点故障实时诊断装置包括状态机，所述状态机设有端口A、端口B、端口Clk-S、端口Clk-C、端口CntA以及端口CntB；

所述端口A和端口B分别用于连接FPGA上两个待检测的焊点引脚PinA和引脚PinB；

所述端口Clk-C用于连接时钟信号，对端口A和端口B的状态进行控制，其控制端口A或端口B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，对端口A或端口B的信号进行采样，获取端口A或端口B的状态，并记录相应的采样周期数；

所述端口CntA用于输出与端口A相对应的采样信号周期，端口CntB用于输出和端口B相对应的采样信号周期；

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四个工作状态，依次为空闲状态、AWBR工作状态、等待状态以及ARBW工作状态；

所述状态机在空闲状态时，端口A和端口B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A输出高电平状态，通过端口A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，将高频时钟的采样频率设置为100MHz，对端口B的信号进行采样，采样结果由端口CntB输出；所述状态机进入等待状态时，端口A和端口B再次输出低电平状态，对外接电容器进行放电；所述状态机进入ARBW工作状态时，通过端口Clk-C的时钟信号控制端口B输出高电平状态，通过端口B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A的信号进行采样，采样结果由端口CntA输出；

高精度FPGA焊点故障实时诊断方法包括以下步骤：

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两个FPGA焊点的引脚PinA和PinB，两个引脚PinA和PinB均连接一个外接电容器；

步骤S2，设置引脚PinA和引脚PinB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PinA输出高电平状态，对外接电容器进行充电；

步骤S4，采用高频时钟对引脚PinB的信号进行采样，实时获取引脚PinB的状态；

步骤S5，当引脚PinB输出高电平状态时，记录高频时钟采样的周期数，计算出引脚PinA对应的FPGA焊点的电阻值，

其中，引脚PinA对应的FPGA焊点的电阻值R为

其中，V_thresh为引脚PinB从低电平状态到高电平状态的临界电压值，V₁为外接电容器充电过程的最终电压，C为外接电容器的电容值，n为高频时钟的周期数，f为高频时钟的采样频率；

步骤S6，根据步骤S5中计算出的FPGA焊点电阻值，判断该FPGA焊点是否故障，并预测该FPGA焊点的寿命；

步骤S7，再次设置引脚PinA和引脚PinB均输出低电平状态，对外接电容器进行放电；

步骤S8，设置引脚PinB输出高电平状态，对外接电容器进行充电，参照步骤4和步骤5的方法获取引脚PinB对应的FPGA焊点的电阻值，判断该FPGA焊点是否故障，并预测该FPGA焊点的寿命。