一种基于内部脉冲注入的单粒子瞬态效应评估系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于内部脉冲注入的单粒子瞬态效应评估系统，通过对待测电路的逻辑门添加脉冲注入单元后的输出结果，与标准测试电路的输出结果进行对比，根据对比结果来评估单粒子瞬态效应；本发明专利技术是基于硬件电路的评估方法，既具有物理故障注入的快速性、真实性，又具有仿真故障注入的可控性；其次，脉冲注入单元既可选择对待测电路所有逻辑门添加，又可选择对关键路径上的逻辑门添加，灵活性高；脉冲注入单元直接采用触发器链设计，减少了控制端口数量，提高了系统效率。

A single particle transient effect evaluation system based on internal pulse injection

The invention discloses an evaluation system of single event transient internal pulse injection based on logic gate circuit by detecting the output unit after the injection pulse, compared with the standard test circuit output results, according to the comparison results to evaluate single particle transient effect; the invention is the evaluation method based on hardware circuit, which has fast and the reality of physical fault injection, and controllable simulated fault injection; secondly, injection unit can choose to test all the circuit logic gate and add a pulse, you can choose to add, to the logic gate on the critical path of high flexibility; direct injection pulse unit adopts the trigger chain design, reduce the the control port number, improve system efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于内部脉冲注入的单粒子瞬态效应评估系统
本专利技术属于FPGA可靠性
，更为具体地讲，涉及一种基于内部脉冲注入的单粒子瞬态效应评估系统。
技术介绍
在空间辐射环境中，当高能粒子撞击半导体晶体管中反偏的P-N结时，由于直接电离或者核反应会产生高密度的电子空穴对，这些电子空穴对在偏置电场的作用下会基于扩散和漂移的作用被晶体管的漏极所吸收。如果这个过程作用在SRAM等存储器件中时，存储器件的逻辑状态可能由于电荷的收集而发生0-1或者1-0的变化，这种现象称为单粒子翻转；当所产生的电荷被多个存储器件的敏感节点所收集时就会引起单粒子多位翻转。如果这一过程发生在组合逻辑电路中，高能粒子撞击所产生的电荷会作用于一个或多个逻辑门的输出端，并对输出端电容进行充电或放电，从而形成单粒子瞬态或单粒子多瞬态。在微米级工艺技术下，单粒子翻转和单粒子多位翻转是数字集成电路发生软错误的两种主要表现形式。但是，随着集成电路工艺的不断发展，工艺制造水平已进入集成电路线宽的深亚微米及纳米级时代，由组合逻辑电路中的单粒子瞬态脉冲所引起的软错误所占的比例越来越大。对电路中单粒子瞬态进行评估，从而有效的针对电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于内部脉冲注入的单粒子瞬态效应评估系统，其特征在于，包括：PC上位机和评估FPGA；所述PC上位机用于向评估FPGA发起故障注入开始指令，并接收评估FPGA上传的比较结果、错误发生统计次数和故障发生位置信息；所述评估FPGA包括系统控制模块、输入测试向量模块、模拟故障测试电路、标准测试电路、结果分析模块和UART模块；其中，所述输入测试向量模块由片内ROM组成，用于保存已确定的输入测试向量；所述标准测试电路为未修改的待测试电路，所述模拟故障测试电路为在待测试电路的逻辑门输入处添加一脉冲注入单元链；所述脉冲注入单元链由多个脉冲注入单元组成，每个脉冲注入单元均有一个D触发器、一个二选一选择器...

【技术特征摘要】
1.一种基于内部脉冲注入的单粒子瞬态效应评估系统，其特征在于，包括：PC上位机和评估FPGA；所述PC上位机用于向评估FPGA发起故障注入开始指令，并接收评估FPGA上传的比较结果、错误发生统计次数和故障发生位置信息；所述评估FPGA包括系统控制模块、输入测试向量模块、模拟故障测试电路、标准测试电路、结果分析模块和UART模块；其中，所述输入测试向量模块由片内ROM组成，用于保存已确定的输入测试向量；所述标准测试电路为未修改的待测试电路，所述模拟故障测试电路为在待测试电路的逻辑门输入处添加一脉冲注入单元链；所述脉冲注入单元链由多个脉冲注入单元组成，每个脉冲注入单元均有一个D触发器、一个二选一选择器器、一个与门和一个异或门组成；系统控制模块通过UART模块接收到PC上位机下发的故障注入开始指令后，向输入测试向量模块发送测试输入向量查询地址，向模拟故障测试电路发送使能信号SE、移位信号SI和脉冲信号，同时对模拟故障测试电路进行脉冲注入测试；当测试输入向量模块接收到测试输入向量查询地址后，生成测试输入向量查询地址对应的输入测试向量，再将输入测试向量分别作为模拟故障测试电路和标准测试电路的输入激励，输入到模拟故障测试电路和标准测试电路中；模拟故障测试电路接收到系统控制模块发出的使能信号SE、移位信号SI和脉冲信号后，将使能信号SE和脉冲信号分别输入到脉冲注入单元链中的SE和INJECT端口，移位信号SI输入到脉冲注入单元链中第一个脉冲注入单元的SI端口，时钟信号CLK，接D触发器的CLK端；当使能信号SE信号为高电平且时钟信号CLK到来时，通过二选一选择器向脉冲注入单元链中第一个脉冲注入单元的D触发器写入逻辑值1，从而进行第一个逻辑门的单粒子瞬态脉冲注入；待完成第一个逻辑门的单粒子瞬态脉冲的注入后，向第一个脉冲注入单元的D触发器写入逻辑值0，并将第...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕东杰，彭礼彪，高乐，谢永乐，李西峰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51