一种基于配置码流的FPGA故障注入复合模型制造技术

一种基于配置码流的FPGA故障注入复合模型，包括空间遍历模型、环境重建模型、定点精确模型、资源导向模型和多位翻转模型，各模型针对不同的研究目的和不同的电路设计，在FPGA的配置码流层面上获取相应目标配置位的地址信息，并据此对FPGA电路执行单粒子翻转故障注入。本发明专利技术的复合模型可以从整体、从局部、从不同研究目的、从不同电路类型多个角度评估FPGA电路对单粒子翻转效应的敏感度，克服了现有故障注入模型应用范围和应用情境的单一性，同时有针对性的对部分配置位而不总是对全部配置位进行单粒子翻转故障注入，大大提高了执行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于配置码流的FPGA故障注入复合模型
本专利技术涉及FPGA单粒子翻转故障注入，特别是一种基于配置码流的FPGA故障注入复合模型，属于FPGA可靠性测试领域。
技术介绍
空间应用的FPGA电路易受辐射环境中单粒子翻转效应影响，导致SRAM存储单元的数据损坏，电路功能由此改变。单粒子翻转效应由空间中的高能带电粒子撞击FPGA的SRAM单元产生，机理较为复杂，而表征在配置码流上，仅表现为配置位逻辑状态的翻转。由于带电粒子入射位置、粒子能量、器件工艺、电路设计的差异，单粒子翻转效应通常有配置位的一位翻转和多位翻转两种形式，目前随着工艺进步，器件敏感性增大，多位翻转发生的概率越来越高。在地面上进行单粒子翻转故障注入是评估FPGA可靠性的有效手段。利用重离子源或质子源对FPGA做辐照实验对空间辐射环境的还原度高、数据可靠，但成本高昂、可控性差，因此，通常采用另一种方法，即建立一个基于FPGA配置码流、借助动态可重构特性来人为翻转配置位的故障注入系统。现有的基于配置码流的单粒子翻转故障注入系统常采用对全部配置空间逐位翻转的模型，能够得到较为全面的敏感位的分布信息，实现对器件整体单粒子敏感程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于配置码流的FPGA故障注入复合模型，其特征在于：包括空间遍历模型、环境重建模型、定点精确模型、资源导向模型和多位翻转模型；空间遍历模型：对用户选定空间内的全部配置位进行逐位翻转，所述用户选定空间为目标FPGA器件的整个配置存储空间或使用区域布局约束之后确定的目标电路模块占用的部分配置存储空间；环境重建模型：生成伪随机数，作为配置存储器中的地址，将该地址对应的配置位进行随机翻转；定点精确模型：对用户感兴趣的电路结构对应的配置位进行翻转；资源导向模型：选择一种或几种类型的数据帧进行所有配置位的翻转，所述数据帧为与可编程资源关联的配置数据帧；多位翻转模型：对物理相邻的n个配置位同时进行翻转，...

【技术特征摘要】
1.一种基于配置码流的FPGA故障注入复合模型，其特征在于：包括空间遍历模型、环境重建模型、定点精确模型、资源导向模型和多位翻转模型；空间遍历模型：对用户选定空间内的全部配置位进行逐位翻转，所述用户选定空间为目标FPGA器件的整个配置存储空间或使用区域布局约束之后确定的目标电路模块占用的部分配置存储空间；环境重建模型：生成伪随机数，作为配置存储器中的地址，将该地址对应的配置位进行随机翻转；定点精确模型：对用户感兴趣的电路结构对应的配置位进行翻转；资源导向模型：选择一种或几种类型的数据帧进行所有配置位的翻转，所述数据帧为与可编程资源关联的配置数据帧；多位翻转模型：对物理相邻的n个配置位同时进行翻转，n为大于1的自然数。2.根据权利要求1所述的一种基于配置码流的FPGA故障注入复合模型，其特征在于：通过配置位在配置存储器中的帧地址和位偏移来寻址配置位。3.根据权利要求2所述的一种基于配置码流的FPGA故障注入复合模型，其特征在于：所述环境重建模型采用线性反馈移位寄存器的方式生成伪随机数，作...

【专利技术属性】
技术研发人员：于婷婷，陈雷，周婧，王硕，李学武，
申请(专利权)人：北京时代民芯科技有限公司，北京微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11