FPGA板級測試若干方法小結(jié)

1）有關(guān)時序問題

學習過FPGA的都知道，F(xiàn)PGA可以接受的時鐘和所允許的時序遠遠低于ASIC。這是由于ASIC時鐘樹與布線相對自由，故對于高速率設(shè)計解決起來相對容易。對于Xilinx FPGA而言，盡管采用了90nm工藝的Virtex-4可以支持的性能高達500M[1]，但是其時鐘樹和布線資源相對固定，因此一旦在編譯和布局布線的時候處理不當，就會產(chǎn)生時序沖突（timing violation）。產(chǎn)生時序沖突的結(jié)果，輕則使設(shè)計的邏輯與實際布局布線后的網(wǎng)表不一致，重則導致布局布線根本無法通過，從而致使驗證無法進行。
2）設(shè)計過程中注意時序問題
若希望設(shè)計的產(chǎn)品能夠在FPGA驗證平臺上順利的完成驗證，在設(shè)計過程中就需要注意盡量多的使用FPGA的內(nèi)部資源，如DSP48，乘法器，RAM，DCM等。 畢竟IP核提供商最懂它們自己的產(chǎn)品。例如使用Xilinx工具時，Xilinx的ISE中配有Core Generator這個工具。通過該工具可以生成需要的乘法器。使用這些乘法器來代替普通的乘法器，可以達到滿意的效果。除了乘法器，還可以使用該工具產(chǎn)生RAM和DCM等。這些直接生成的IP性能都非常好。
3）綜合過程解決時序問題
使用Synplicity公司的Synplify工具進行綜合，這是業(yè)界通常使用的綜合工具之一。選擇該工具最主要的原因在于它與Xilinx的FPGA配合的很好。有人做過實驗，通過該工具綜合產(chǎn)生結(jié)果報表，再通過ISE產(chǎn)生真實布局布線后的報表。對這兩個報表的時序估計部分進行對比，我們發(fā)現(xiàn)兩者之間驚人的相似，最差路徑之間的差別不超過1ns。
4）布局布線階段解決時序問題
當綜合工作完成，進入布局布線的階段后，仍然有兩種方法可以改善邏輯時序問題。第一種是手動增加并調(diào)整BUFG（Global Clock Buffer）。BUFG是Xilinx的全局時鐘資源，所有時鐘樹的起點都是BUFG，位于FPGA的北極和南極。當布線后仍有負的slack時，有可能是某些當作時鐘使用的信號沒有被放上時鐘樹，此時就要手動將這些信號放上BUFG。若遇到門控時鐘，還應(yīng)該使用BUFGMUX資源。

5）代碼一致性
對于經(jīng)過FPGA驗證的代碼而言，最擔心的是經(jīng)過驗證的代碼和進行流片的代碼不一致。導致這個現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是多種的，其中版本控制和由于FPGA、ASIC專用器件不一致而引起的問題是最常見的兩個問題。
對于經(jīng)過FPGA驗證的代碼，為了能夠使被測代碼可以順利的在FPGA進行驗證，一般都采取了FPGA專用的器件。這些FPGA專用器件在ASIC中是不存在的。為了解決這個問題，通常采取"假代碼"（Fake Code）解決。顧名思義，"假代碼"就是在代碼中保留FPGA專用器件的名稱和接口，但是在FPGA和ASIC中使用不同的器件內(nèi)核。該器件若在FPGA下使用則使用FPGA專用器件，若在ASIC下使用，則使用自己編寫的代碼。盡管這種做法仍然無法保證代碼的完全一致，但是卻最大限度的避免了代碼的差別。