FPGA調試小結

最近在維護一些FPGA板卡（EP4CE30F23C8N），發現有十幾塊FPGA板的3.3V和1.2V都出現了對地短路，拆下外圍一些3.3V供電的晶片後，仍然短路，沒辦法最後直接一狠心把FPGA晶片給拆了，結果短路現象竟然都消失了，原來是FPGA的3.3V和1.2V擊穿短路了；

進一步尋找原因，確定究竟是FPGA的哪個Bank的電源出現了短路，連續測量了好幾個FPGA晶片，發現都是Bank5的問題；

繼續深究，為什麼偏偏就是Bank5出問題了呢，其中定有內因，猜想應該是該Bank的某些訊號出現了異常導致該Bank被擊穿；

為了確認這個假設，測量Bank5的相關訊號對地阻抗，竟然真的驗證了之前的假設，接I2C的兩根訊號線的阻抗都不同程度的出現了異常（正常的板都是無窮大，而出現問題的板接FPGA的I2C訊號線都僅有幾歐到幾百歐的阻抗），看來是I2C訊號對FPGA的管腳造成了衝擊而導致FPGA電源被擊穿短路（FPGA還是挺脆弱的，要小心嘍，呵呵）。

 

針對這次的維護工作，對FPGA系統的調試和維修也做一下小結了。

FPGA系統工作異常，一般常見的有以下兩種情況：

1、FPGA上電配置不成功；

2、FPGA雖上電配置成功，但未正常工作。

不管是哪種情況，首先都應該先檢查電源系統和晶振是否正常工作，確認它們都沒問題後再繼續往下尋找問題。

對於第一種情況，通常可定位在FPGA的配置電路：1、確認配置模式選擇是否正確；2、配置相關訊號線阻抗是否正常，這些訊號線有：Config_done，nConfig，nCE，nSTATUS，nCS，ASDO，DCLK，DATA，其中，測量Config_done訊號對地阻抗較容易確定配置電路問題所在（個人認為）。正常情況下，Config_done對地阻抗應該是至少幾千歐層級（此處的阻抗約為11K歐左右），若測量其阻抗低於了1K，那基本就可以肯定該配置電路出問題了。

對於第二種情況，除去電源問題，一般就是晶振的問題。若以上措施仍未有效尋找並解決問題，可進一步確認FPGA的全域訊號線的硬體串連、軟體佈建是否正確，如：DEV_OE、DEV_CLRn。

 

希望以上的個人調試小結能夠對FPGA初學者的硬體設計和調試有所協助，同時也歡迎各位的討論和交流。