原创 FPGA不工作故障分析

FPGA不工作故障分析

最近设计制作了EP2C20和CY7C68013A的一个板子，主要实现PCM数据解调功能。板子焊接好后，FPGA通过JTAG和AS口，程序可以正常下载，但是FPGA始终不工作。

于是仔细地研究了原理图，感觉也没错，测量了FPGA配置引脚的上拉和下拉电阻，也都正常。用万用表测量FPGA上电情况下的配置引脚状态：nSTATUS为低，nCONFIG为高，CONFIG_DOWN为低，感觉FPGA始终处于配置状态，没有进入工作状态。折腾了几天，也没解决。最终，怀疑BGA封装有虚焊，造成部分BANK供不上电，FPGA检测到错误，从而进入不了用户模式。即将把板子返厂重新焊接的时候，又一次研究了原理图，部分如图1所示，终于发现了问题。

    nCE为FPGA的配置使能信号，需要接下来电阻R6，与GND连接，看似没有任何问题。将 nCE的标号放大，问题就出来了，看图2。

   不知道读者有没有发现什么问题，nCE这个标号放在了R6的腿上，没放在线上，造成了R6没有与FPGA的nCE脚连接，即nCE脚悬空未连接，造成了前面所述的问题。问题找到了，如何解决呢，BGA封装麻烦大了。于是把FPGA拆掉，将nCE飞了根地线，又重新焊接，费了很大的代价。

   其实，笔者完全可以避免这样的错误，即是原理图中不容易发现，但在PCM设计中，仔细些应该还是能发现的。PCB设计好后，每一根线路都必须对照原理图进行检查，这样才可以避免一些不必要的麻烦，切不可太相信ERC，匆匆投板，一旦出现问题，就需要花大量的时间去排故，得不偿失。

图1 FPGA下载电路

图2 nCE下拉电阻