CPLD器件测试系统

以Lattice公司的ispLSI1032E为被测对象，设计出一套测试装置，对该芯片的性能指标和可能出现的故障进行测试。本装置只需配置三次电路和施加相应的测试向量就能对芯片进行全面的测试，提高了测试效率，实用价值很高。 本文主要探讨了一种针对Lattice公司ispLSI1032E CPLD器件的测试系统设计，该系统旨在高效地评估芯片的性能指标并检测可能存在的故障。CPLD（Complex Programmable Logic Device），即复杂可编程逻辑器件，因其可重复编程的特性，近年来在诸多领域逐渐替代了ASIC（Application-Specific Integrated Circuit），成为电子系统设计中的优选解决方案。 ispLSI1032E是Lattice半导体公司ispLSI系列的一员，具有高密度、低功耗、可重构性以及在系统编程等优点。器件内部包含192个寄存器，64个通用I/O管脚，8个专用输入管脚，4个专用时钟输入管脚，以及一个全局布线区（GRP）。基本逻辑单元GLB（Generic Logic Block）是ispLSI1032E的核心，每个GLB由18个输入、一个可编程的与/或/异或阵列和4个多功能输出组成。GLB的输入和输出均可以通过GRP实现灵活互联。 测试系统的架构主要包括上位机软件、通信电缆、控制电路和被测CPLD。上位机通过USB转串口线与控制电路通信，发送测试命令，并接收测试响应进行分析和显示。控制电路采用Lattice的ispMACH4A5系列芯片M4A5-192，其宏单元数量和逻辑资源满足ispLSI1032E的测试需求，负责接收命令、发送控制信号、测试向量及接收测试数据。 测试过程采用分治策略，将测试分为三次电路配置。设置I/O0~I/O31为输入，I/O32~I/O63为输出，然后反之，最后进行内部组合逻辑功能测试。此外，系统具备自检功能，确保测试前设备无问题。测试步骤包括： 1. **配置电路一的测试**： - 输入输出基本功能测试：通过输入特定值，分析返回数据，识别故障引脚。 - 传输延迟测试：使用示波器测量不同BANK间的传输延时。 - 输入信号阈值测试：通过A/D转换芯片检查芯片对输入信号的响应。 测试系统的高效性在于仅需三次配置和对应测试向量，即可全面覆盖性能指标和故障检测，降低了测试成本，提高了测试效率。这种测试方案对于CPLD器件的生产和维护具有很高的实用价值，尤其适用于通信、医疗、工业控制等广泛应用CPLD技术的领域。