一种可配置的多功能故障注入通用电路及工作方法技术

本发明专利技术公开了一种可配置的多功能故障注入通用电路及工作方法，包括控制模块和错误实现模块，控制模块和错误实现模块均连接数据注错模块，控制模块连接数据选择器，数据注错模块连接数据选择器和数据输入端，数据输入端连接数据注错模块，数据选择器输出数据；本发明专利技术的电路除了故障模式外，其余部分电路均可综合，即可在集成电路和FPGA中实现，可实现在仿真验证阶段对集成电路、FPGA的故障注入，同时该电路注入故障的具体模式可根据用户需要进行相应的修改定制，相比传统和其他的特定注入模式的故障注入电路具有更大的灵活性和可配置性。

A Configurable Multifunctional Fault Injection General Circuit and Its Working Method

The invention discloses a configurable multi-function fault injection general circuit and working method, which includes control module and error realization module, control module and error realization module are connected with data error injection module, control module is connected with data selector, data error injection module is connected with data selector and data input terminal, data input terminal is connected with data error injection module, data selector input is connected with data error injection module. The circuit of the present invention can be synthesized except for the fault mode, which can be realized in the integrated circuit and the FPGA. It can realize the fault injection of the integrated circuit and the FPGA in the simulation verification stage. At the same time, the specific mode of the fault injection of the circuit can be modified and customized according to the user's needs, compared with the traditional and other specific injection modes. The circuit has greater flexibility and configurability.

【技术实现步骤摘要】
一种可配置的多功能故障注入通用电路及工作方法
本专利技术属于通用电路领域，具体涉及一种可配置的多功能故障注入通用电路及工作方法。
技术介绍
伴随着集成电路技术的迅猛发展，集成电路规模不断扩大，芯片的主频和器件密度都大幅度提高，为了适应深空探测领域，抗辐照加固技术被广泛的应用于高可靠集成电路设计领域，针对抗辐照技术的广泛应用，电路的故障注入技术被广泛应用于集成电路的仿真验证中。目前，宇航类产品抗单粒子翻转性主要通过地面具体物理注入故障或者基于模拟来完成，其中基于物理注入故障的无法在设计阶段中进行、不能在设计的初期评价设计的抗辐照特性和MTBF等指标，不易以较低的成本完成测试；而基于模拟的故障注入不存在物理故障注入的局限性，可以深入设计的细节精确注入故障和检测，可实现在设计初期对设计抗辐照特性进行评价。但是目前关于同时实现基于模拟的和物理实现的故障注入电路还比较少，并且大多数故障注入电路仅限于存储体对于存储体进行故障注入，忽略了电路中其他数据路径。目前，可查阅到的故障注入的相关资料中，大部分故障注入电路依赖于特定仿真工具特有的函数或者命令，可移植性极差，且不能综合进入到物理模型中进行验证，且具体的故障注入方式固定，不能根据电路实际需要进行相应的定制，应用面较窄。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种可配置的多功能故障注入通用电路及工作方法，实现了针对特定配置的故障注入方式的故障注入，从而模拟了太空应用环境中单粒子对电路的影响，在地面设计初期即可对电路的容错性能进行评估，极大的降低了试验成本，缩短了研制周期。为了达到上述目的，一种可配置的多功能故障注入通用电路包括控制模块和错误实现模块，控制模块和错误实现模块均连接数据注错模块，控制模块连接数据选择器，数据注错模块连接数据选择器和数据输入端，数据输入端连接数据注错模块，数据选择器输出数据data_out；控制模块用于发射工作模块控制信号ctrl，错误实现模块用于发射错误方式type，数据输入端用于输入数据data_in；数据选择器用于选择工作模块控制信号ctrl是否对输入数据data_in进行故障注入。一种可配置的多功能故障注入通用电路包括数据I/O端data_inout1和数据I/O端data_inout2，数据I/O端data_inout1和数据I/O端data_inout2均连接第一综合控制模块和第二综合控制模块，第一综合控制模块和第二综合控制模块均连接控制模块和错误实现模块，第一综合控制模块与第一定制故障模块连接并组成回路，第二综合控制模块与第二定制故障模块连接并组成回路；第一综合控制模块包括与数据I/O端data_inout1连接数据选择器和数据注错模块，数据注错模块连接控制模块和错误实现模块；第一综合控制模块包括与数据I/O端data_inout2连接数据选择器和数据注错模块，数据注错模块连接控制模块和错误实现模块；控制模块用于当data_inout2作为输出时，输出模式控制信号mode；第一定制故障模块和第二定制故障模块用于定制故障类型。一种可配置的多功能故障注入通用电路的工作方法，通过工作模块控制信号ctrl，当ctrl信号为“1”时，数据注错模块切换为故障注入模式，错误实现模块发送错误方式type至数据注错模块中，数据注错模块将错误数据发送至数据输入端，数据输入端将注错后的输入发送至数据选择模块中，最后输出数据；当ctrl信号为“0”时，数据选择模块为正常模式，输入数据data_in直接通过数据选择模块输出至数据输出端。一种可配置的多功能故障注入通用电路的工作方法，当模式控制信号mode为1时，数据I/O端data_inout1中的数据以保持的方式输出至数据I/O端data_inout2；当模式控制信号mode为0时，数据I/O端data_inout2中的数据将伴随数据I/O端data_inout1中的数据输出，即直通模式；当工作模块控制信号fault_ctrl_*为低电平时，数据不会被进行故障注入，输入与输出保持一致，当工作模块控制信号fault_ctrl_*为高电平时，数据将会按照用户制订的故障方式进行注错。与现有技术相比，本专利技术的电路除了故障模式外，其余部分电路均可综合，即可在集成电路和FPGA中实现，可实现在仿真验证阶段对集成电路、FPGA的故障注入，同时该电路注入故障的具体模式可根据用户需要进行相应的修改定制，相比传统和其他的特定注入模式的故障注入电路具有更大的灵活性和可配置性。相较传统的特定用途的故障注入方式，采用本专利技术的电路可在各种需要进行故障注入的电路中实现故障注入，不局限于特定用途的电路，不仅可以在使用软件的仿真阶段使用，也可以在确保注入方式可综合的情况下，能够综合进入具体的物理设计电路中，从而有效延展了该电路的实现阶段。本专利技术的方法中的故障注入方式和输入输出数据位宽均可配置，因此用户可以根据需要进行相应的配置以适配对应电路，从而实现定制的故障注入方式，将故障的注入方式完全交由用户完成，使得该电路具有更大的灵活性和可配置型。本专利技术的故障注入方式和输入输出数据位宽均可配置，因此用户可以根据需要进行相应的配置以适配对应电路，从而实现定制的故障注入方式，将故障的注入方式完全交由用户完成，使得该电路具有更大的灵活性和可配置型。附图说明图1为本专利技术的基本原理图；图2为本专利技术整体电路原理图；图3为本专利技术的工作时序图；图4为本专利技术无故障模式时的工作时序图；图5为本专利技术单向故障模式时的工作时序图；图6为本专利技术双向故障模式时的工作时序图；图7为本专利技术故障注入仿真结果示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。该电路的工作模式分为正常工作模式和故障注入工作模式，在两种工作模式中可分别控制数据的具体传输路径。在工作模式下，通过一套控制信号实现数据正常的从指定的输入端口流向输出端口；在故障注入模式下，可以通过相应的控制信号指定数据传输路径，从而使数据通过指定的故障方式实现对于传输数据的故障注入。参见图1，本专利技术包括控制模块和错误实现模块，控制模块和错误实现模块均连接数据注错模块，控制模块连接数据选择器，数据注错模块连接数据选择器和数据输入端，数据输入端连接数据注错模块，数据选择器输出数据data_out；控制模块用于发射工作模块控制信号ctrl，错误实现模块用于发射错误方式type，数据输入端用于输入数据data_in；数据选择器用于选择工作模块控制信号ctrl是否对输入数据data_in进行故障注入。工作模块控制信号ctrl控制数据是否采用故障注入模式，当ctrl信号为“1”时，数据注错模块切换为故障注入模式，错误实现模块发送错误方式type至数据注错模块中，数据注错模块将错误数据发送至数据输入端，数据输入端将注错后的输入发送至数据选择模块中，最后输出数据；当ctrl信号为“0”时，数据选择模块为正常模式，输入数据data_in直接通过数据选择模块输出至数据输出端。参见图2，本专利技术包括数据I/O端data_inout1和数据I/O端data_inout2，数据I/O端data_inout1和数据I/O端data_inout2均连接第一综合控制模块和第二综合控制模块，第一综合控制模块和第二综合控制模块均连接控制模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可配置的多功能故障注入通用电路，其特征在于，包括控制模块和错误实现模块，控制模块和错误实现模块均连接数据注错模块，控制模块连接数据选择器，数据注错模块连接数据选择器和数据输入端，数据输入端连接数据注错模块，数据选择器输出数据data_out；控制模块用于发射工作模块控制信号ctrl，错误实现模块用于发射错误方式type，数据输入端用于输入数据data_in；数据选择器用于选择工作模块控制信号ctrl是否对输入数据data_in进行故障注入。

【技术特征摘要】
1.一种可配置的多功能故障注入通用电路，其特征在于，包括控制模块和错误实现模块，控制模块和错误实现模块均连接数据注错模块，控制模块连接数据选择器，数据注错模块连接数据选择器和数据输入端，数据输入端连接数据注错模块，数据选择器输出数据data_out；控制模块用于发射工作模块控制信号ctrl，错误实现模块用于发射错误方式type，数据输入端用于输入数据data_in；数据选择器用于选择工作模块控制信号ctrl是否对输入数据data_in进行故障注入。2.权利要求1所述的一种可配置的多功能故障注入通用电路，其特征在于，包括数据I/O端data_inout1和数据I/O端data_inout2，数据I/O端data_inout1和数据I/O端data_inout2均连接第一综合控制模块和第二综合控制模块，第一综合控制模块和第二综合控制模块均连接控制模块和错误实现模块，第一综合控制模块与第一定制故障模块连接并组成回路，第二综合控制模块与第二定制故障模块连接并组成回路；第一综合控制模块包括与数据I/O端data_inout1连接数据选择器和数据注错模块，数据注错模块连接控制模块和错误实现模块；第一综合控制模块包括与数据I/O端data_inout2连接数据选择器和数据注错模块，数据注错模块连接控制模块和错误实...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙健，张辉，王宇飞，刘明，肖刚，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61