[发明专利]互联结构模型化方法和互联资源配置向量自动生成方法

说明书

技术领域

本发明属于FPGA技术。

背景技术

SRAM型现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，以下简称FPGA）主要由可编程逻辑单元阵列、输入输出模块、知识产权核以及大量的互联资源（Interconnect Resource，以下简称IR）构成。

基于SRAM的FPGA互联资源测试中，由于互联资源种类多，连接关系复杂多变，而且互联线和可编程连接点（Programmable Interconnect Point，以下简称PIP）都在芯片内部，占据芯片面积很大，其测试一直是很难解决的问题。

随着现代FPGA的发展，互联资源越来越复杂，其在FPGA内部的比重不断增加，在目前上千万门级的FPGA中甚至接近90%，因此其发生故障的概率要比其他资源大得多。

传统的测试方法是针对FPGA可编程和具体的结构特点，通过FPGA_Editor手工布局布线，完成测试配置（Test Configuration，以下简称TC）。传统的芯片测试技术效率低，只能针对具体结构的芯片，而且不能实现自动配置，已经不再适用。文献(Modeling of FPGA Local/Global Interconnect Resource and Derivation of Minimal Test Configurations)和文献（一种基于贪心策略的FPGA局部互联测试方法[P].发明专利,CN102116840A,2011-07-06)的方法只适用于局部的互联资源测试。文献（Application-Independent Testing of FPGA Interconnects）和文献(中国科学院沈阳自动化研究所.一种基于最大流方法的FPGA测试方法[P].发明专利,CN102116839A,2011-07-06)的方法只能做全局测试，不能局部测试，而且对PIP的测试覆盖率很低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种高效率的互联资源配置向量自动生成方法。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，互联资源配置向量自动生成方法，其特征在于，包括下述步骤：

1）根据具体FPGA芯片的开关盒结构，建立该FPGA的互联资源模型：首先对芯片中的金属线进行分类，同一类的金属线统称为一个layer，两条金属线之间只有通过开关盒中的PIP才能建立连接，同类金属线之间的PIP称为intra-PIP，而不同类金属线之间的PIP称为inter-PIP；每一个layer为点，所有的layer构成了点集，PIP的连接关系作为边集，建立IR模型；

2）将IR模型转换为邻接矩阵A，矩阵A中的每一个元素都对应了IR模型中环或有向边；

3）根据矩阵A寻找一组最优的可布通路径，每一条可布通路径都对应了一组相同类型的TC；

4）将步骤3）中的得到的每一条路径转化为有向图Gp，路径中的每一个layer的每根线表示为Gp中的点，路径中包含的每一个PIP表示为Gp中的边；

5）从图论模型Gp中得到节点不相交路径（Node Disjoint Paths，以下简称NDP），采用基于局部最优解的边着色算法对Gp进行边着色，获得最优或者近似最优的解；同一颜色的边组成一组NDP，一组NDP即对应了一次测试配置，NDP的数目等于测试配置次数；

6）重复步骤4）和步骤5），直到计算出所有路径对应的NDP，得到该FPGA芯片的测试配置集合。

本发明的有益效果：

1、本发明能够自动生成测试配置，测试效率高。

2、本发明对互联资源测试覆盖率高，尤其对PIP的覆盖。

3、本发明不针对具体某一种型号的FPGA，能够用于SRAM型的FPGA测试，通用性好，方便移植。

4、本发明能够做到更精确的故障定位和诊断。

附图说明

图1为本发明技术方案流程图；

图2为IR通用模型图；

图3为IR通用模型邻接矩阵；

图4为基于局部最优解的边着色算法示意图；

具体实施方式

本发明的具体实施步骤如下：