7.1.2 星载计算机FPGA器件使用流程

7.1.2 星载计算机FPGA器件使用流程

星载计算机FPGA器件的使用流程包括需求分析、设计及实现、验证及试验等阶段。

1)需求分析阶段

需求分析阶段要深入理解并清晰梳理设计的各项需求,准确地对资源需求进行预估,这是后续选型、设计、验证的基础,也是最终的FPGA产品能否满足任务要求的关键。

2)设计及实现阶段

设计及实现阶段根据需求分析完成FPGA逻辑设计和功能仿真。整个设计代码文本由五部分组成,包括抬头部分、模块接口描述、模块端口描述、信号宣称区、行为描述区及相关注释。逻辑层次进行分层次设计,依据FPGA产品设计方案,完成系统输入输出口分类和定义,并结合设计需求和功能进行划分,生成FPGA产品顶层模块、子模块和底层模块。

3)验证及试验阶段

星载计算机FPGA产品的验证应根据具体情况,在通用设计的基础上做相应的变动。整个FPGA产品验证过程包括仿真验证、第三方评测、固化及测试、环境试验四个方面。

(1)仿真验证。其主要目的是验证设计功能的正确性。在硬件调试之前,通过仿真软件对FPGA设计进行功能仿真和时序仿真,从而提高后期调试的效率。只有正确地测试激励仿真输入、高覆盖率地仿真,才能提前发现设计问题。

(2)第三方评测。其用来评估FPGA产品的可靠性与安全性,主要工作流程如图7- 4所示。

图7-4 宇航用FPGA产品第三方验证工作流程

(3)固化及测试。反熔丝型FPGA直接进行固化,SRAM型FPGA设计通过专用的PROM配置芯片进行固化,固化及测试要求如下:

①FPGA产品完成设计调试之后,要进行芯片固化,以确定和维持设计的最终状态。

②芯片固化前不应进行引脚成型、剪切操作,以免破坏烧录封装而造成芯片无法烧录。

③固化过程应按照规范进行烧录操作,烧录过程必须检验人员参加,烧录后的文件需要进行比对、校验。

④固化、成型、剪切、焊接操作建议在FPGA产品所在单机产品环境试验之前完成。

⑤固化后,必须对单机产品所有功能、性能进行重新测试,重点是对FPGA有关功能、性能的测试。

(4)环境试验。要求如下:

①FPGA器件的环境试验随所在单机完成,试验中,测试设备应能够通过直接或间接的方式对FPGA器件实现的功能、性能进行全面测试,特别是异步通信和数据处理等功能,应在各种环境试验条件下进行强度测试,以提高测试覆盖性。

②测试及试验完成后,形成确认测试报告。