（2）黑盒測試是一種功能性測試方法，只測試產(chǎn)品對功能、性能等需求的滿足性，而不考慮產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和處理過程。軟件測試中的測試方法和測試環(huán)境可以對FPGA中的組合邏輯進行有效的測試。而對于時序邏輯，測試環(huán)境還包含了對動態(tài)輸入、動態(tài)數(shù)據(jù)采集的支持，以及對采集數(shù)據(jù)的比較分析。在測試用例的設計中，規(guī)定系統(tǒng)輸入、輸出隨時間變化的趨勢，并對特殊的評價方法和通過準則進行定義。

（3）目前主流的FPGA開發(fā)工具都提供了嵌入式邏輯分析儀工具，使得灰盒測試成為了可能。嵌入式邏輯分析儀的原理是在FPGA真實運行環(huán)境內(nèi)部，利用冗余的芯片資源，將預制的系統(tǒng)內(nèi)部信號實時通過接口輸出。這樣就可以在軟件真實運行中，監(jiān)視軟件內(nèi)部的信號、變量和狀態(tài)，避免了由于輸入輸出域信息丟失以及容錯環(huán)節(jié)造成的代碼缺陷無法暴露的問題，提高了FPGA代碼的測試性[7]。

4 應用實例

以軟件測試為基礎(chǔ)的FPGA測試技術(shù)已經(jīng)得到了成功的應用。對某數(shù)字調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進行了測試，該系統(tǒng)以Altera公司EP1C3T144芯片為宿主機，采用VHDL語言編寫，實現(xiàn)了偏移四相相移鍵控(OQPSK)的調(diào)制、解調(diào)功能。
測試項目組對該系統(tǒng)在元件級、系統(tǒng)級進行了測試，包括靜態(tài)分析、代碼審查、邏輯測試、功能測試、性能測試、邊界測試、魯棒性測試、安全性測試等測試類型，其中：

（1）靜態(tài)分析采用HDL Designer工具進行了編碼規(guī)則檢查，共分析出違反編碼規(guī)則43處，其中2處存在代碼問題，得到了正確的修改，25處影響了代碼的可讀性和維護性，提出改進建議，均進行了相應處理。

（2）代碼審查發(fā)現(xiàn)代碼問題4處，均為代碼和設計文檔不一致所造成，全部修改正確，并提出一處影響邏輯門資源使用效率的改進建議。

（3）元件測試采用Altera Modelsim工具在仿真環(huán)境下進行，共設計測試用例95個，全部執(zhí)行通過。

（4）系統(tǒng)測試環(huán)境由任意波形發(fā)生器Agilent 33250A、邏輯分析儀Agilent 16902B和示波器Agilent MS09404構(gòu)成動態(tài)測試環(huán)境，如圖2所示，設計測試用例48個，其中33個規(guī)定了輸入、輸出信號的動態(tài)時序，測試用例全部執(zhí)行通過。

經(jīng)過測試以及相應的修改和回歸，該FPGA系統(tǒng)代碼質(zhì)量和可靠性得到了提高，系統(tǒng)功能、性能得到了驗證。

軟件測試技術(shù)在FPGA測試中的成功應用，有效解決了FPGA系統(tǒng)的測試問題。通過測試，提高了硬件描述語言的編寫質(zhì)量和系統(tǒng)的可靠性，并對FPGA的電路行為進行了有效的驗證。動態(tài)測試時序測試用例的自動生成，以及系統(tǒng)輸出波形與預期的自動比較和判斷，將成為未來進一步研究的重點。隨著FPGA系統(tǒng)在各關(guān)鍵領(lǐng)域的進一步普及，以軟件測試為基礎(chǔ)的FPGA測試將具有更廣闊的應用前景。