FPGAのテスト容易性向上

チェック用信号をユニバーサル・コネクタエクステンダで観測

●FPGA内の信号観測
　FPGAやCPLD（以下FPGAで統一）を用いた回路では、何らかのトラブルが発生した場合、内部の信号を観測したい場合があります。
　特に外部信号の関係が複雑に絡み合う場合のトラブルシュートではそうです。

　JTAG等で内部信号を観測するツールもある様ですが、コスト高や使いこなす迄の手間がネックとなり、導入には敷居が低いとは言い難いものです。

　そこで一般的には、観測したい信号をFPGAの不使用ピンに接続し、シンクロスコープやロジックアナライザで観測します。
　この方法は手っ取り早く、直感的で手軽です。

　しかし、狭ピッチのQFPや、BGAのFPGAではプロービングは一苦労で、その上PCIバスの様に何らかのバス用シャーシに実装されたり、ボードを重ねて実装するスタック構造の場合の下側のボードではプロービングは困難です。

　その様な場合には、ボード設計の段階で予めFPGAの不使用ピンを観測用の出力端子として用意して置き、 他の回路の邪魔にならないデッドスペースに2.54mmピッチ2列ピンヘッダ相当のコネクタ用パターンに引き出して置くと便利です。

FPGAから観測用信号線を引き出す （クリックで拡大）

コネクタ（ピンヘッダ）の例 （クリックで拡大）

　コネクタ（ピンヘッダ）は通常は不実装とし、信号の観測が必要になった場合に実装するのでも構いません。
　そのコネクタに適合するケーブルでユニバーサル・コネクタエクステンダ PX0101に接続し、PX0101上のチェックピンに測定器のプローブを接続します。

　観測したい信号を観測用出力端子に接続する様にFPGAのプログラムデータを変更すれば、任意の信号を容易にチェックピンに引き出せます。

　これにより、大きなコストを掛けずにFPGAのパッケージ形状や、ボードの実装位置に関わらず、内部信号を容易に観測できる様になり、 FPGAのテスト容易性が大幅に向上します。

信号引き出し用ケーブルを接続した ユニバーサル・コネクタエクステンダ PX0101 （クリックで拡大）

使用状態のイメージ （クリックで拡大）

　（初版　2018/09/29）

　（リンク元：「技術資料」）