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FPGA软件测试技术 读者对象:本书内容丰富,论述深入浅出,有较强的实用性和可操作性,可供软件测试、软件工程等专业的大学生、研究生以及工程技术人员学习和参考。
本书从实践的角度对从FPGA软件开发到FPGA软件测试各阶段的测试思想、方法、活动、案例进行详细描述,并系统介绍FPGA软件测试的各种方法,从不同的角度分析FPGA软件测试的内容及具体要求,通过在各个测试阶段应用不同的测试方法来满足不同的FPGA软件测试需求。本书首先对FPGA器件及软件进行概述,然后介绍FPGA软件开发工具与流程,最后着重论述FPGA软件测试技术(包括FPGA软件测试相关标准和方法、FPGA软件测试工具及使用方法、FPGA软件测试案例与分析)。本书可供FPGA软件测试工程师、对FPGA软件测试技术感兴趣的大学生及电子爱好者等作为学习参考用书。
罗文兵,男,汉族,1977年10月生,湖北仙桃人,中共党员,高级工程师,现任北京赛迪软件测评工程技术中心有限公司执行总经理。主要研究方向为软件测试、FPGA测试及软件工程管理等,曾承担多项863课题、工信部工业转型升级资金、产业基础公共服务平台等重大科研专项实施工作,以及数十项国家和军队重点工程软件测试任务,参与编写3部专著,发表论文20余篇。
第1章 FPGA器件及软件概述 .................................................................................001
1.1 FPGA器件典型内部结构 ...........................................................................003 1.2 FPGA软件设计特点 ...................................................................................006 1.3 FPGA工艺技术原理 ...................................................................................009 1.3.1 基于SRAM工艺技术原理 ...............................................................009 1.3.2 基于反熔丝工艺技术原理 ..............................................................010 1.3.3 基于FLASH工艺技术原理 .............................................................012 1.4 FPGA生产厂家及其产品 ...........................................................................013 1.4.1 Xilinx公司及产品介绍 ....................................................................013 1.4.2 Altera(Intel)公司及产品介绍 .....................................................045 1.4.3 Lattice公司及产品介绍 ...................................................................048 1.4.4 Microchip公司及产品介绍 .............................................................050 1.5 FPGA在各领域的应用 ...............................................................................051 1.5.1 人工智能 ..........................................................................................053 1.5.2 航空航天 ..........................................................................................054 1.5.3 无线通信 ..........................................................................................055 1.5.4 有线通信 ..........................................................................................057 1.5.5 消费电子 ..........................................................................................058 1.5.6 汽车电子 ..........................................................................................058 1.5.7 医疗电子 ..........................................................................................059 1.6 本章小结......................................................................................................060 第2章 FPGA软件开发工具与流程 ......................................................................... 061 2.1 FPGA软件开发工具 ................................................................................... 061 2.1.1 ISE软件 ............................................................................................ 062 2.1.2 Vivado软件 ....................................................................................... 068 2.1.3 Quartus Prime软件 ........................................................................... 072 2.1.4 Lattice Diamond软件 ....................................................................... 074 2.2 FPGA软件开发流程 ................................................................................... 075 2.2.1 FPGA软件需求分析 ........................................................................ 075 2.2.2 功能定义与器件选型 ...................................................................... 076 2.2.3 设计输入 .......................................................................................... 080 2.2.4 设计约束 .......................................................................................... 082 2.2.5 功能仿真 .......................................................................................... 088 2.2.6 逻辑综合 .......................................................................................... 088 2.2.7 布局布线 .......................................................................................... 093 2.2.8 时序仿真 .......................................................................................... 093 2.2.9 配置及固化 ...................................................................................... 094 2.3 本章小结...................................................................................................... 098 第3章 FPGA软件测试相关标准和方法 ................................................................ 099 3.1 FPGA软件测试相关标准 ........................................................................... 099 3.1.1 GJB 9433—2018标准 ..................................................................... 099 3.1.2 GJB 9432—2018标准 ..................................................................... 100 3.1.3 GB/T 37691—2019标准.................................................................. 100 3.1.4 GB/T 37979—2019标准.................................................................. 100 3.2 FPGA软件测试方法 ................................................................................... 101 3.2.1 编码规则检查.................................................................................. 101 3.2.2 跨时钟域分析.................................................................................. 110 3.2.3 静态时序分析.................................................................................. 116 3.2.4 仿真测试.......................................................................................... 135 3.3 本章小结...................................................................................................... 152 第4章 FPGA软件测试工具及使用方法 ................................................................ 153 4.1 编码规则检查工具及使用方法.................................................................. 154 4.1.1 HDL Designer .................................................................................. 156 4.1.2 vLinter .............................................................................................. 158 4.2 静态时序分析工具及使用方法.................................................................. 161 4.2.1 PrimeTime简介 ................................................................................ 161 4.2.2 PrimeTime使用流程 ........................................................................ 163 4.3 跨时钟域分析工具及使用方法.................................................................. 173 4.3.1 跨时钟域分析中的3种问题............................................................ 175 4.3.2 vChecker工具的特点及使用方法 .................................................. 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 逻辑等效性检查工具及使用方法.............................................................. 198 4.5.1 360 EC-FPGA工具的功能和优点 .................................................. 198 4.5.2 360 EC-FPGA工具的使用方法 ...................................................... 199 4.6 本章小结...................................................................................................... 205 第5章 FPGA软件测试案例与分析 ......................................................................... 207 5.1 代码审查...................................................................................................... 207 5.1.1 代码审查内容.................................................................................. 207 5.1.2 代码审查案例.................................................................................. 213 5.2 代码走查...................................................................................................... 230 5.2.1 代码走查内容.................................................................................. 231 5.2.2 代码走查案例.................................................................................. 231 5.3 逻辑测试...................................................................................................... 237 5.3.1 逻辑测试内容.................................................................................. 237 5.3.2 逻辑测试案例.................................................................................. 238 5.4 静态时序分析.............................................................................................. 252 5.4.1 静态时序分析内容.......................................................................... 252 5.4.2 静态时序分析案例.......................................................................... 252 5.5 跨时钟域分析.............................................................................................. 263 5.5.1 跨时钟域分析内容.......................................................................... 263 5.5.2 跨时钟域分析案例.......................................................................... 263 5.6 功能仿真...................................................................................................... 269 5.6.1 功能仿真内容.................................................................................. 269 5.6.2 功能仿真案例.................................................................................. 270 5.7 逻辑等效性检查.......................................................................................... 302 5.7.1 逻辑等效性检查内容...................................................................... 302 5.7.2 逻辑等效性检查案例...................................................................... 302 5.8 本章小结...................................................................................................... 303 参考文献................................................................................................................................ 305
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