一種fpga可拆裝且高速運行的驗證開發(fā)板的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于FPGA的驗證開發(fā)板，具體為一種FPGA可拆裝且高速運行的驗證開發(fā)板，屬于計算機硬件領域。
【背景技術】
[0002]基于FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)的驗證開發(fā)板，是利用FPGA芯片現場可編程及數據并行處理的優(yōu)勢，為滿足設計驗證的需要而開發(fā)的電路板，多采用大容量、高速率的FPGA芯片。通常，FPGA芯片直接焊接在開發(fā)板上，或者FPGA芯片焊在PCB轉接板上，然后通過轉接板連接到開發(fā)板上，這就存在一個問題:當FPGA芯片損壞或FPGA的容量、速度不能滿足需求，需要更換時，更換FPGA芯片時就會非常的麻煩，需要專業(yè)的設備，而且操作中還可能會將價格不菲的FPGA芯片損壞。另外，由于FPGA芯片具有現場可編程及數據并行處理的優(yōu)勢，為保證其快速運行，需要其周圍存儲芯片具有可并行存取數據、數據傳輸速度快的特點，而這也是現有技術中需要改進的一點。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現有技術的缺陷，本發(fā)明提供了一種FPGA可拆裝且高速運行的驗證開發(fā)板，其代替了原有的焊接方式，并且充分發(fā)揮了 FPGA芯片現場可編程及數據并行處理的特點。
[0004]為了解決所述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:一種FPGA可拆裝且高速運行的驗證開發(fā)板，包括開發(fā)板、位于開發(fā)板上的插座和可拆卸連接于插座上的FPGA芯片，開發(fā)板上設有與插座封裝形式相對應的焊盤，插座焊接在所述焊盤上；插座上設有與FPGA錫球相對應的管腳，管腳上端與FPGA芯片的錫球相連，下端與開發(fā)板上的走線相連接，FPGA芯片通過插座的管腳實現與開發(fā)板上各元件的電連接；所述開發(fā)板上還設有Flash芯片、FRAM芯片、DDR3芯片、PROM芯片、晶振芯片、電源轉換芯片、串口芯片、USB芯片、撥碼開關、復位按鍵、LED指示燈、JTAG接口、串口、USB 口、對外預留接口，均通過開發(fā)板上的走線與FPGA插座的管腳相連。
[0005]進一步的，所述FPGA芯片通過鎖緊裝置與插座可拆卸連接，鎖緊裝置使FPGA芯片的錫球與插座的管腳緊緊壓接在一起，實現與開發(fā)板的連通。
[0006]進一步的，所述鎖緊裝置為夾捏式接觸裝置，由應力簧片作為彈性元件提供接觸動力，引導插座的管腳去壓接FPGA芯片的錫球。
[0007]進一步的，所述插座的管腳在數量、間距和排列方式上與FPGA芯片的錫球相一致。
[0008]進一步的，所述插座內含1156個間距為1.0mm的引腳，采用34卡34的方陣排列，用于固定錫球直徑為0.6mm±0.1mm的BGA封裝的FPGA芯片。
[0009]進一步的，所述FPGA芯片型號為Virtex-5 XC5VLX155，封裝為FFG1153。
[0010]本發(fā)明的有益效果:FPGA芯片在開發(fā)板上可以通過手工拆裝，不需要其他設備，拆裝方便，而且不會損壞芯片，可以反復拆裝；同時，該開發(fā)板設計充分發(fā)揮了 FPGA芯片對數據并行處理的優(yōu)勢，可完全滿足設計驗證的需求。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
圖2為開發(fā)板的布局示意圖；
圖中:1、FPGA芯片，2、插座，3、開發(fā)板，4、鎖緊裝置，5、管腳。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明和限定。
[0013]如圖1所示，一種FPGA可拆裝且高速運行的驗證開發(fā)板，包括開發(fā)板3、位于開發(fā)板3上的插座2和可拆卸連接于插座2上的FPGA芯片1，開發(fā)板上3設有與插座2封裝形式相對應的焊盤，插座2焊接在所述焊盤上；插座2上設有與FPGA芯片I的錫球相對應的管腳5，管腳5上端與FPGA芯片I的錫球相連，下端與開發(fā)板3上的走線相連接，FPGA芯片I通過插座2的管腳5實現與開發(fā)板3上各元件的電連接。
[0014]本實施例中，所述FPGA芯片I通過鎖緊裝置4實現與插座2的可拆卸連接，鎖緊裝置4使FPGA芯片I的錫球與插座2的管腳5緊緊壓接在一起，實現與開發(fā)板3的連通。所述鎖緊裝置4為夾捏式接觸裝置，由應力簧片作為彈性元件提供接觸動力，引導插座2的管腳5去壓接FPGA芯片I的錫球。
[0015]所述FPGA芯片I的錫球與所述FPGA插座2的管腳5在引腳間距、引腳排列及數量等方面要一致，且FPGA芯片I錫球的尺寸滿足放入插座2中后在鎖緊裝置4作用下可以固定，并接觸正常。
[0016]在將所述FPGA芯片I放入所述FPGA插座2中時，要讓芯片I的引腳與插座2的引腳5——對應，確保FPGA芯片I與FPGA插座2所有引腳之間的正常通信。
[0017]所述FPGA插座2內含1156個間距為1.0mm的管腳5，采用34 * 34的方陣排列，可固定錫球直徑為0.6mm± 0.1mm的BGA封裝的FPGA芯片L.
[0018]如圖2所示，驗證開發(fā)板3上插座2周圍布局有Flash芯片、FRAM芯片、DDR3芯片、兩片PROM芯片、兩片晶振芯片、電源轉換芯片、串口芯片、USB芯片、三組撥碼開關、復位按鍵、十二個LED指示燈、JTAG接口、串口、USB 口、對外預留接口，均通過開發(fā)板上的走線與FPGA芯片I相連。
[0019]所述FPGA芯片I型號為Virtex-5 XC5VLX155，封裝為FFG1153，芯片內部有豐富的可編程邏輯資源(155648個邏輯單元)、192個36Kb雙端口 RAM和大量的I/O引腳(最大到800個)，芯片運行速度快，運行頻率最高可達550MHz，可以滿足大型設計仿真驗證的需要，如集成電路的仿真驗證。
[0020]所述FPGA芯片I運行速度較快，為配合其運行，在其周圍同時布局了可高速存取數據的存儲器(Flash芯片、FRAM芯片和DDR3芯片)，根據FPGA編程，這些芯片可被單獨調用，也可同時調用，以保證開發(fā)板的高速運行。
[0021]所述PROM芯片，是FPGA芯片I的配置芯片，用于存儲比特流配置文件，根據設置采用FPGA主串模式工作；開發(fā)板上電工作后，從JTAG接口燒入PROM芯片的配置文件，在自引導程序的作用下被配置進入FPGA芯片，以使FPGA按照既定的功能工作。每片PROM芯片