FPGA调试小结

shanghai6668

最近在维护一些FPGA板卡（EP4CE30F23C8N），发现有十几块FPGA板的3.3V和1.2V都出现了对地短路，拆下外围一些3.3V供电的芯片后，仍然短路，没办法最后直接一狠心把FPGA芯片给拆了，结果短路现象竟然都消失了，原来是FPGA的3.3V和1.2V击穿短路了；
进一步查找原因，确定究竟是FPGA的哪个Bank的电源出现了短路，连续测量了好几个FPGA芯片，发现都是Bank5的问题；
继续深究，为什么偏偏就是Bank5出问题了呢，其中定有内因，猜想应该是该Bank的某些信号出现了异常导致该Bank被击穿；
为了确认这个假设，测量Bank5的相关信号对地阻抗，竟然真的验证了之前的假设，接I2C的两根信号线的阻抗都不同程度的出现了异常（正常的板都是无穷大，而出现问题的板接FPGA的I2C信号线都仅有几欧到几百欧的阻抗），看来是I2C信号对FPGA的管脚造成了冲击而导致FPGA电源被击穿短路（FPGA还是挺脆弱的，要小心喽，呵呵）。

针对这次的维护工作，对FPGA系统的调试和维修也做一下小结了。
FPGA系统工作异常，一般常见的有以下两种情况：
1、FPGA上电配置不成功；
2、FPGA虽上电配置成功，但未正常工作。
不管是哪种情况，首先都应该先检查电源系统和晶振是否正常工作，确认它们都没问题后再继续往下查找问题。
对于第一种情况，通常可定位在FPGA的配置电路：1、确认配置模式选择是否正确；2、配置相关信号线阻抗是否正常，这些信号线有：Config_done，nConfig，nCE，nSTATUS，nCS，ASDO，DCLK，DATA，其中，测量Config_done信号对地阻抗较容易确定配置电路问题所在（个人认为）。正常情况下，Config_done对地阻抗应该是至少几千欧级别（此处的阻抗约为11K欧左右），若测量其阻抗低于了1K，那基本就可以肯定该配置电路出问题了。
对于第二种情况，除去电源问题，一般就是晶振的问题。若以上措施仍未有效查找并解决问题，可进一步确认FPGA的全局信号线的硬件连接、软件设置是否正确，如：DEV_OE、DEV_CLRn。

希望以上的个人调试小结能够对FPGA初学者的硬件设计和调试有所帮助，同时也欢迎各位的讨论和交流。

ahljj

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学习下，

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