FPGA调试记录——未分配引脚问题

简介：
本篇记录了在使用FPGA开发过程中遇到的未分配引脚问题，并详细描述了解决方案和调试技巧。 在调试FPGA过程中遇到的一些看似微小但可能带来严重后果的问题记录如下：其中，“未分配的管脚”问题就是一个典型的例子。 工程师测试FPGA板卡时发现OCP引脚出现错误信号，频率与BCDR输出相同。起初怀疑是代码驱动了该引脚导致的错误，然而经过检查后排除了这一可能性。 进一步排查硬件部分，确认TMTC板和工装板之间的连接线可靠之后，通过反向追踪定位到问题可能出在TMTC板上。发现245芯片上的信号源竟是FPGA输入端来的错误信号，这与最初的判断相矛盾，并且使得问题变得复杂化。 进一步测试中观察到了该错误输出驱动能力较弱无法点亮LED的现象，提示可能是耦合干扰所致。此时硬件工程师提醒需注意未使用的管脚配置情况：若这些引脚被设置为三态输入，在作为输出时如果没有明确的驱动信号，则其状态会不确定，并容易受到外部信号的影响。 最终发现OCP和BCDR共用布线导致当BCDR工作时，部分信号耦合到了OCP端，从而在未使用管脚无驱动的情况下仍会有错误信号输出。这说明未使用的引脚应根据实际用途配置：如果原本是作为输出的引脚却设置为三态输入，则可能引发不确定性的输出问题。 为了避免类似情况发生，在FPGA设计中建议遵循以下准则： 1. 明确每个管脚的具体使用意图，不应随意设为三态模式。 2. 对于不使用的输出引脚应固定在高电平或低电平状态以避免干扰影响。 3. 需要充分考虑信号耦合及布线对系统的影响，特别是在高速信号处理方面。 4. 设立严格的代码和硬件检查流程确保所有管脚都有明确定义。 通过此次调试经验可以认识到，在FPGA项目中每个细节都至关重要，即使是未使用的引脚也可能成为潜在的隐患来源。因此细致入微地进行检查与严谨的设计是保证项目成功的重要因素之一。