FPGA最小系統之：硬件系統的調試方法

隨著FPGA芯片的密度和性能不斷提高，調試的復雜程度也越來越高。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電路時要遵循一定的原則和技巧，才能減少調試時間，避免誤操作損壞電路。

一般情況下，可以參考以下步驟進行FPGA硬件系統的調試。

（1）首先在焊接硬件電路時，只焊接電源部分。使用萬用表進行測試，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有無發燙現象。

如果此時出現短路，一般是去耦電容短路造成，所以在焊接時一般先不焊去耦電容。FPGA的管腳粘連也可能造成短路，這時需要對比電路圖和焊接仔細查找有無管腳粘連。

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發燙，一般是出現總線沖突的現象。這種情況下需要仔細檢查外圍總線是否出現競爭問題。特別是多片存儲器共用總線時候，比如ASRAM和Flash芯片復用一套總線，如果片選信號同時有效就出現總線的沖突。

（3）以上步驟均通過后，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Programmer編程器，單擊其中的“Auto Detect”按鈕進行FPGA下載鏈路自動檢測。若能正確檢測到FPGA，說明配置電路是正確連接的。

自動檢測FPGA下載鏈路如圖2.28所示。

圖2.28 自動檢測FPGA下載鏈路

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

（5）最后焊接所有其他電路，并進行整體功能測試。