FPGA最小系統之：硬件系統的調試方法

隨著(zhù)FPGA芯片的密度和性能不斷提高，調試的復雜程度也越來(lái)越高。BGA封裝的大量使用更增加了板子調試的難度。所以在調試FPGA電路時(shí)要遵循一定的原則和技巧，才能減少調試時(shí)間，避免誤操作損壞電路。

一般情況下，可以參考以下步驟進(jìn)行FPGA硬件系統的調試。

（1）首先在焊接硬件電路時(shí)，只焊接電源部分。使用萬(wàn)用表進(jìn)行測試，排除電源短路等情況后，上電測量電壓是否正確。

（2）然后焊接FPGA及相關(guān)的下載電路。再次測量電源地之間是否有短路現象，上電測試電壓是否正確，然后將手排除靜電后觸摸FPGA有無(wú)發(fā)燙現象。

如果此時(shí)出現短路，一般是去耦電容短路造成，所以在焊接時(shí)一般先不焊去耦電容。FPGA的管腳粘連也可能造成短路，這時(shí)需要對比電路圖和焊接仔細查找有無(wú)管腳粘連。

如果出現電壓值錯誤，一般是電源芯片的外圍調壓電阻焊錯，或者電源的承載力不夠造成的。若是后者，則需要選用負載能力更強的電源模塊進(jìn)行替換。如果FPGA的I/O管腳與電源管腳粘連，也可能出現電壓值錯誤的現象。

如果出現FPGA發(fā)燙，一般是出現總線(xiàn)沖突的現象。這種情況下需要仔細檢查外圍總線(xiàn)是否出現競爭問(wèn)題。特別是多片存儲器共用總線(xiàn)時(shí)候，比如ASRAM和Flash芯片復用一套總線(xiàn)，如果片選信號同時(shí)有效就出現總線(xiàn)的沖突。

（3）以上步驟均通過(guò)后，將電路板上電運行。然后把下載電纜接到JTAG接口上，在主機中運行Quartus II軟件，并打開(kāi)Programmer編程器，單擊其中的“Auto Detect”按鈕進(jìn)行FPGA下載鏈路自動(dòng)檢測。若能正確檢測到FPGA，說(shuō)明配置電路是正確連接的。

自動(dòng)檢測FPGA下載鏈路如圖2.28所示。

圖2.28 自動(dòng)檢測FPGA下載鏈路

（4）焊接時(shí)鐘電路、復位電路及數碼管電路，并向FPGA下載一個(gè)數碼管跑馬燈程序。若程序能夠正確運行，說(shuō)明FPGA已經(jīng)可以正常工作了。

（5）最后焊接所有其他電路，并進(jìn)行整體功能測試。