[发明专利]一种小体积立体式反熔丝FPGA在线调试验证方法

说明书

一种小体积立体式反熔丝FPGA在线调试验证方法，充分考虑小型化设计要求，在测试程序定型后将以SRAM为基础的FPGA设计移植到更为可靠的反熔丝FPGA上，减少转阶段更改设计对产品造成的影响，在母板表贴封装内部嵌套设计反熔丝FPGA的QFP208封装。在使用子板上的SRAM型FPGA调试完成后，将验证电路解焊，即可在内部嵌套封装上焊接反熔丝FPGA芯片。本发明解决了将测试的FPGA设计移植到更为可靠的反熔丝FPGA时硬件设计不兼容的问题，有效缩小了验证电路的体积，大大减小了调试用FPGA对母板电路布局布线的影响。本发明能够满足航天产品小型化设计的要求，提高了母板电路设计的集成度。

技术领域

本发明涉及一种小体积立体式反熔丝FPGA在线调试验证方法，属于集成电路技术领域。

背景技术

FPGA(FIeld Programmable Gate Array现场可编程门阵列))是一种高密度可编程逻辑器，是近些年发展起来并被广泛应用的新型可编程逻辑器件。它通常包括三类可编程资源：可编程逻辑功能块CLB。可编程I/0模块lOB和可编程内部互连PI。这三部分自身是可编程的，而彼此之间也是可编程的。

由于空间环境的特殊性，在轨卫星产品中单粒子翻转(SEU)频发，以反熔丝为基础的非挥发性FPGA器件比ASIC和SRAM产品具有更多优势，使得设计人员必须考虑将以SRAM为基础的FPGA设计移植到更为可靠的ASIC或反熔丝FPGA。采用耐辐射的反熔丝FPGA，设计人员可以免除ASIC设计中的那些NRE成本和工程延误风险，并且具有FPGA才能提供的设计灵活性和产品快速上市优势。与AsIC相比，耐辐射的反熔丝解决方案在设计方面具有显著的优势，包括更高的设计灵活性、可在物理布局完成后修改设计，更短的设计时间、更低的设计成本，更具有竞争力。此外耐辐射反熔丝FPGA还具有其它优点，重量较轻及占用空间较少，因为不需要配置芯片而更易实现FPGA最低的能耗、高可靠性等。

然而反熔丝FPGA又不像其它可重复编程的FPGA，一旦程序下载进去就无法修改，若程序运行不正确，则需要更换FPGA芯片，重新进行程序的下载，不仅造成浪费，还增加了设计成本。

为满足航天产品高可靠性低成本的设计要求，现有的反熔丝FPGA应用过程中，通常是在初样阶段利用可多次编程的SRAM型FPGA芯片进行软硬件测试，设计定型后将以SRAM为基础的FPGA设计移植到更为可靠的反熔丝FPGA上。

这种移植就要求设计过程中需要考虑SRAM型FPGA芯片与反熔丝FPGA的兼容，同时，为满足航天工艺要求减少交付产品焊盘反复焊接，需考虑反熔丝FPGA落焊前的验证手段。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种小体积立体式反熔丝FPGA在线调试验证方法，解决了SRAM为基础的FPGA设计移植到更为可靠的反熔丝FPGA时硬件设计不兼容的问题。

本发明的技术方案是：

一种小体积立体式反熔丝FPGA在线调试验证方法，包括步骤如下：

1)在在线调试子板的两面的边缘位置均设置一圈表贴焊盘，作为子板接口封装；所述在线调试子板侧边采用半孔工艺加工有过孔，用于使在线调试子板两面对应位置的表贴焊盘实现电气连接；在子板接口封装区域内设置有SRAM型FPGA芯片封装；

2)在功能母板上对应焊接在线调试子板的位置设置一圈表贴焊盘，作为子板基座封装，所述子板基座封装的表贴焊盘的数量和结构尺寸与在线调试子板对应；同时在子板基座封装区域内设置有反熔丝FPGA芯片封装；

3)将能够多次烧写测试程序的SRAM型FPGA芯片通过表贴焊盘焊接至在线调试子板；

4)将焊接有SRAM型FPGA芯片的在线调试子板通过子板接口封装焊接至功能母板上的子板基座封装；

5)在功能母板上放置SRAM型FPGA配置芯片及JTAG程序下载管座；