本论文的研究课题是基于集成电路测试系统(ATE)的现场可编程门阵列器件(FPGA)测试技术研究。FPGA器件由于其可配置、应用设计开发周期短、小批量实现成本低等特点，在通信、消费电子、汽车电子、工业控制、医疗设备以及国防武器装备系统中得到了日益广泛的应用。FPGA测试技术的研究也受到更多的重视，测试效率的高低将直接影响FPGA产品的开发周期和开发成本。本论文的主要目标是通过研究FPGA器件的测试过程和测试方法，实现基于ATE的FPGA器件自动化测试。主要工作如下：　　 (1)深入了解FPGA器件的结构，熟悉可编程逻辑资源、互连资源和输出输出模块等内部资源的具体结构和功能，为FPGA测试技术的研究建立基础。　　 (2)介绍了FPGA器件常用的模型化故障，给出了逻辑资源和互连资源应用的故障模型。总结了FPGA器件故障测试的方法，重点分析了仅通过编程测试逻辑资源的方法。分析并比较了通用法、部分链法、乒乓法、自然法、阵列法和BIST法等6种主要的CLB阵列测试方法。　　 (3)重点分析了逻辑资源测试方法中的阵列法。采用MAJ树结构，减少了用于传递故障的CLB行，减少了配置次数和测试时间。改进的阵列法消除了闲置的CLB，降低了IOB的限制，并且可以实现组合和时序模块的并行测试，显著提高了测试效率。实现了阵列法与CLB内部测试的有机结合。针对XC4000系列CLB内部的具体配置选用不同的阵列法，用9次配置过程实现了所有CLB的测试，达到给定结构和故障模型下100％的覆盖率。　　 (4)分析了FPGA器件互连资源测试方法。在互连结构模型的基础上针对连线和开关矩阵建立了故障模型，通过3次配置过程，实现了互连资源的测试，并给出了测试矢量生成的方法。在给定的结构和故障模型下，测试覆盖率达到100％。　　 (5)设计了一种基于ATE的FPGA测试流程，主要包括待测芯片分析、确定测试方法、配置数据的生成、转换和下载、施加测试激励以及测试结果分析等几个过程。提出了一种基于ATE的配置数据和测试数据结合的FPGA测试方法，并通过XC4003E器件进行了验证。　　 (6)在Verigy V93000测试设备上实现了XC4003E芯片逻辑资源的测试。搭建专用的测试平台，通过手动配置的方式生成逻辑资源测试的配置位流文件。通过分析ATE设计文件格式，采用Perl脚本与手动编写结合的方式完成配置数据的转换，最终在ATE平台上实现了FPGA器件的自动化测试。