FPGA软件测试技术

　　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.........