面向应用FPGA测试新策略：提升SAFI与FFL覆盖率

"一种新的面向应用的FPGA测试方法 (2009年)，北京大学学报(自然科学版)，第45卷，第3期，2009年5月" 这篇2009年的论文提出了一个创新的面向应用的FPGA（现场可编程门阵列）测试策略。FPGA是电子设计自动化中的关键元件，其灵活性允许用户根据需求配置逻辑功能。然而，由于其复杂性和可变性，FPGA的测试一直是一项挑战。 在该研究中，作者将FPGA设计配置（DC）建模为四个基本组成部分：查找表（LUT）、非LUT逻辑门、触发器和互连线。测试的焦点放在两个特定类型的故障上：互连线的固定故障（SAFI）和LUT的功能故障（FFL）。这些故障可能会导致FPGA在实际应用中表现异常。 为了提高对SAFI的检测效率，论文提出了两种不同的测试配置（TC）。这两种TC旨在增强由自动测试向量生成（ATPG）工具产生的SAFI覆盖率。ATPG工具通常用于生成一组测试向量，以检查电路中是否存在故障，但它们可能无法覆盖所有可能的故障情况。通过优化TC，可以更全面地暴露SAFI。 此外，为了检测FFL，研究中使用了能够对每个LUT进行穷举测试的TC。这种做法确保了对LUT功能的全面检查，从而达到100%的FFL覆盖率。这是非常重要的，因为LUT是FPGA实现逻辑功能的核心元素，任何LUT的故障都可能导致整个设计失效。 实验部分展示了该方法的有效性，研究人员使用了七个ISCAS89标准电路作为基准测试案例。结果表明，新方法在SAFI覆盖率上达到了86.82%至99.16%的范围，而对于FFL，实现了100%的覆盖率。这些数字证明了该方法在提升FPGA测试质量和效率方面的显著优势。 这篇论文提出的面向应用的FPGA测试方法为FPGA测试技术提供了新的思路，它不仅提高了测试覆盖率，还降低了遗漏故障的可能性，从而增强了FPGA设计的可靠性和质量。这对于电子设计领域，特别是对FPGA有高度依赖的应用，如通信、计算和航空航天等领域，具有重要的理论与实践意义。