FPGA軟件測試技術

本書從實踐的角度對從FPGA軟件開發到FPGA軟件測試各階段的測試思想、方法、活動、案例進行詳細描述，並系統介紹FPGA軟件測試的各種方法，從不同的角度分析FPGA軟件測試的內容及具體要求，通過在各個測試階段應用不同的測試方法來滿足不同的FPGA軟件測試需求。本書首先對FPGA器件及軟件進行概述，然後介紹FPGA軟件開發工具與流程，最後著重論述FPGA軟件測試技術（包括FPGA軟件測試相關標準和方法、FPGA軟件測試工具及使用方法、FPGA軟件測試案例與分析）。本書可供FPGA軟件測試工程師、對FPGA軟件測試技術感興趣的大學生及電子愛好者等作為學習參考用書。

第1章fpga器件及軟件概述.................................................................................001
1.1 fpga器件典型內部結構...........................................................................003
1.2 fpga軟件設計特點...................................................................................006
1.3 fpga工藝技術原理...................................................................................009
1.3.1 基於sram工藝技術原理...............................................................009
1.3.2 基於反熔絲工藝技術原理..............................................................010
1.3.3 基於flash工藝技術原理.............................................................012
1.4 fpga生產廠家及其產品...........................................................................013
1.4.1 xilinx公司及產品介紹....................................................................013
1.4.2 altera（intel）公司及產品介紹.....................................................045
1.4.3 lattice公司及產品介紹...................................................................048
1.4.4 microchip公司及產品介紹.............................................................050
1.5 fpga在各領域的應用...............................................................................051
1.5.1 人工智能..........................................................................................053
1.5.2 航空航天..........................................................................................054
1.5.3 無線通信..........................................................................................055
1.5.4 有線通信..........................................................................................057
1.5.5 消費電子..........................................................................................058
1.5.6 汽車電子..........................................................................................058
1.5.7 醫療電子..........................................................................................059
1.6 本章小結......................................................................................................060

第2章fpga軟件開發工具與流程......................................................................... 061
2.1 fpga軟件開發工具................................................................................... 061
2.1.1 ise軟件............................................................................................ 062
2.1.2 vivado軟件....................................................................................... 068
2.1.3 quartus prime軟件........................................................................... 072
2.1.4 lattice diamond軟件....................................................................... 074
2.2 fpga軟件開發流程................................................................................... 075
2.2.1 fpga軟件需求分析........................................................................ 075
2.2.2 功能定義與器件選型...................................................................... 076
2.2.3 設計輸入.......................................................................................... 080
2.2.4 設計約束.......................................................................................... 082
2.2.5 功能仿真.......................................................................................... 088
2.2.6 邏輯綜合.......................................................................................... 088
2.2.7 佈局佈線.......................................................................................... 093
2.2.8 時序仿真.......................................................................................... 093
2.2.9 配置及固化...................................................................................... 094
2.3 本章小結...................................................................................................... 098

第3章fpga軟件測試相關標準和方法................................................................ 099
3.1 fpga軟件測試相關標準........................................................................... 099
3.1.1 gjb 9433—2018標準..................................................................... 099
3.1.2 gjb 9432—2018標準..................................................................... 100
3.1.3 gb/t 37691—2019標準.................................................................. 100
3.1.4 gb/t 37979—2019標準.................................................................. 100
3.2 fpga軟件測試方法................................................................................... 101
3.2.1 編碼規則檢查.................................................................................. 101
3.2.2 跨時鐘域分析.................................................................................. 110
3.2.3 靜態時序分析.................................................................................. 116
3.2.4 仿真測試.......................................................................................... 135
3.3 本章小結...................................................................................................... 152

第4章fpga軟件測試工具及使用方法................................................................ 153
4.1 編碼規則檢查工具及使用方法.................................................................. 154
4.1.1 hdl designer .................................................................................. 156
4.1.2 vlinter .............................................................................................. 158
4.2 靜態時序分析工具及使用方法.................................................................. 161
4.2.1 primetime簡介................................................................................ 161
4.2.2 primetime使用流程........................................................................ 163
4.3 跨時鐘域分析工具及使用方法.................................................................. 173
4.3.1 跨時鐘域分析中的3種問題............................................................ 175
4.3.2 vchecker工具的特點及使用方法.................................................. 179
4.4 仿真工具及使用方法.................................................................................. 187
4.4.1 modelsim ......................................................................................... 187
4.4.2 vcs .................................................................................................. 195
4.5 邏輯等效性檢查工具及使用方法.............................................................. 198
4.5.1 360 ec-fpga工具的功能和優點.................................................. 198
4.5.2 360 ec-fpga工具的使用方法...................................................... 199
4.6 本章小結...................................................................................................... 205

第5章fpga軟件測試案例與分析......................................................................... 207
5.1 代碼審查...................................................................................................... 207
5.1.1 代碼審查內容.................................................................................. 207
5.1.2 代碼審查案例.................................................................................. 213
5.2 代碼走查...................................................................................................... 230
5.2.1 代碼走查內容.................................................................................. 231
5.2.2 代碼走查案例.................................................................................. 231
5.3 邏輯測試...................................................................................................... 237
5.3.1 邏輯測試內容.................................................................................. 237
5.3.2 邏輯測試案例.................................................................................. 238
5.4 靜態時序分析.............................................................................................. 252
5.4.1 靜態時序分析內容.......................................................................... 252
5.4.2 靜態時序分析案例.......................................................................... 252
5.5 跨時鐘域分析.............................................................................................. 263
5.5.1 跨時鐘域分析內容.......................................................................... 263
5.5.2 跨時鐘域分析案例.......................................................................... 263
5.6 功能仿真...................................................................................................... 269
5.6.1 功能仿真內容.................................................................................. 269
5.6.2 功能仿真案例.................................................................................. 270
5.7 邏輯等效性檢查.......................................................................................... 302
5.7.1 邏輯等效性檢查內容...................................................................... 302
5.7.2 邏輯等效性檢查案例...................................................................... 302
5.8 本章小結...................................................................................................... 303
參考文獻................................................................................................................................ 305