隨著FPGA芯片的密度和性能不斷提高,調試的復雜程度也越來越高。BGA封裝的大量使用更增加了板子調試的難度。所以在調試FPGA電路時要遵循一定的原則和技巧,才能減少調試時間,避免誤操作損壞電路。
一般情況下,可以參考以下步驟進行FPGA硬件系統(tǒng)的調試。
(1)首先在焊接硬件電路時,只焊接電源部分。使用萬用表進行測試,排除電源短路等情況后,上電測量電壓是否正確。
(2)然后焊接FPGA及相關的下載電路。再次測量電源地之間是否有短路現(xiàn)象,上電測試電壓是否正確,然后將手排除靜電后觸摸FPGA有無發(fā)燙現(xiàn)象。
如果此時出現(xiàn)短路,一般是去耦電容短路造成,所以在焊接時一般先不焊去耦電容。FPGA的管腳粘連也可能造成短路,這時需要對比電路圖和焊接仔細查找有無管腳粘連。
如果出現(xiàn)電壓值錯誤,一般是電源芯片的外圍調壓電阻焊錯,或者電源的承載力不夠造成的。若是后者,則需要選用負載能力更強的電源模塊進行替換。如果FPGA的I/O管腳與電源管腳粘連,也可能出現(xiàn)電壓值錯誤的現(xiàn)象。
如果出現(xiàn)FPGA發(fā)燙,一般是出現(xiàn)總線沖突的現(xiàn)象。這種情況下需要仔細檢查外圍總線是否出現(xiàn)競爭問題。特別是多片存儲器共用總線時候,比如ASRAM和Flash芯片復用一套總線,如果片選信號同時有效就出現(xiàn)總線的沖突。
(3)以上步驟均通過后,將電路板上電運行。然后把下載電纜接到JTAG接口上,在主機中運行Quartus II軟件,并打開Programmer編程器,單擊其中的“Auto Detect”按鈕進行FPGA下載鏈路自動檢測。若能正確檢測到FPGA,說明配置電路是正確連接的。
自動檢測FPGA下載鏈路如圖2.28所示。
圖2.28? 自動檢測FPGA下載鏈路
?
(4)焊接時鐘電路、復位電路及數(shù)碼管電路,并向FPGA下載一個數(shù)碼管跑馬燈程序。若程序能夠正確運行,說明FPGA已經可以正常工作了。
(5)最后焊接所有其他電路,并進行整體功能測試。