基于FPGA的高速电路板智能安全测试系统设计

作     者：傅雨晴 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘一清

授予年度：2019年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：高速系统设计 电路板测试 FPGA 信号完整性 工业网络安全 

摘      要：随着越来越多的电子产品在当今社会各个领域大放异彩,人们对电子产品的智能制造也提出了更高的要求,尤其在电路板智能测试方面。传统的测试方法效率低下,操作复杂,需要具有一定技术素养的测试工程师花费大量的时间,使用大量的仪器设备进行测试,且测试过程中容易造成关键技术数据泄露。如今科技日新月异,电子产品的更新速度也越来越快,因此亟需一套高效的、智能化的测试系统辅助电路板生产测试。本文基于专用被测电路板设计了一套具有电气参数测试、电路板功能测试、远程程序下载、测试参数与程序代码安全防护功能的智能安全测试系统。本文自主设计了测试系统的硬件平台,提出了以FPGA、MCU、电流检测芯片及高速比较器为主的电气参数测试方案,提出了基于以太网PHY和DDR2的网络数据安全防护方案,独立完成了硬件系统的原理图设计和PCB设计,解决了高速电路信号完整性、电源完整性以及电路板机械安装等一系列问题。本文利用MCU实现了电气参数采集、与上位机通信等功能,利用FPGA实现网络数据通信,网络数据包的IP拦截、静态NAT和ARP协议过滤等功能,以保证生产过程中的网络数据安全。此测试系统还配备了Web上位机工控软件,用于显示测试参数和下发测试命令,界面友好,便于操作。本文所设计的测试系统具有智能、高效、高精度、安全、低成本等特点,减少了测试人员的重复性工作,特别是为中小型企业自主设计的硬件电路智能测试提供了一种解决方案。