故障注入方法、故障注入器、存储介质及故障注入系统技术方案

本公开提供一种故障注入方法、故障注入器、存储介质及故障注入系统，所述故障注入器与SRAM型FPGA通信连接，所述FPGA包括待注入电路，该方法包括：接收用户选择的故障注入模式，以及，所述用户输入的与所述故障注入模式对应的故障参数，根据所述故障注入模式和与所述故障注入模式对应的故障参数，生成故障配置文件，将所述故障配置文件注入所述FPGA的待注入电路中，实现故障注入，其中，所述故障注入模式为手动注入模式、逐位注入模式、累积注入模式中的任意一种。

【技术实现步骤摘要】
故障注入方法、故障注入器、存储介质及故障注入系统
本申请涉及
，尤其涉及一种故障注入方法、故障注入器、存储介质及故障注入系统。
技术介绍
静态随机存取存储器（SRAM，StaticRandom-AccessMemory）型现场可编程门阵列（FPGA，FieldProgrammableGateArray）由于其可重复配置、灵活性高、资源丰富等优点，被广泛应用于航空领域，SRAM型FPFA的内部资源由SRAM型存储单元实现，而SRAM型的存储单元对于空间辐射非常敏感，空间重离子和质子在其中产生的单粒子翻转严重威胁了FPGA的正常运行。单粒子翻转是指由于单粒子辐射引起电路的逻辑状态发生变化，即逻辑“1”变为逻辑“0”，或者，逻辑“0”变为逻辑“1”，可能导致电路的逻辑功能混乱。现有的故障注入技术可模拟的故障模式较为单一，仅关注单粒子效应下的单比特翻转故障模拟，对于同样常见的双比特翻转错误并没有进行实现。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种故障注入方法、故障注入器、存储介质及故障注入系统，可解决上述至少一个问题。为实现上述目的，本申请实施例第一方面提供一种故障注入方法，应用于故障注入器，所述故障注入器与SRAM型FPGA通信连接，所述FPGA包括待注入电路，所述方法包括：接收用户选择的故障注入模式，以及，所述用户输入的与所述故障注入模式对应的故障参数；根据所述故障注入模式和与所述故障注入模式对应的故障参数，生成故障配置文件；将所述故障配置文件注入所述FPGA的待注入电路中，实现故障注入；其中，所述故障注入模式为手动注入模式、逐位注入模式、累积注入模式中的任意一种。可选的，当所述故障注入模式为手动注入模式时，所述手动注入模式对应的故障参数包括故障帧、故障比特位、故障类型；当所述故障注入模式为逐位注入模式时，所述逐位注入模式对应的故障参数包括故障帧范围、等待时间、故障类型，所述等待时间为两次故障注入之间的时间间隔；当所述故障注入模式为累积注入模式时，所述累积注入模式对应的故障参数包括故障帧范围、LET值、故障注入速度、注量、故障类型。可选的，所述手动注入模式、逐位注入模式、累积注入模式对应的故障参数中的故障类型均为单比特翻转、相邻列双比特翻转、相邻行双比特翻转、对角位双比特翻转中的任意一种。可选的，所述FPGA还包括故障注入电路，所述方法还包括：生成比特流文件，所述比特流文件包括所述故障注入电路的比特流数据和待注入电路的比特流数据，所述故障注入电路的比特流数据用于使所述故障注入电路对所述待注入电路实现故障注入，所述待注入电路的比特流数据用于在所述FPGA中划分出可重配置区，所述可重配置区用于布局待注入电路；将所述比特流文件下载到所述FPGA中。可选的，所述故障配置文件包括故障注入模式、故障类型、故障总数、等待时间、故障注入速度以及故障地址，所述故障地址包括故障所在帧地址和故障所在比特位地址。可选的，所述方法还包括：当所述故障注入模式为累积注入模式时，获取故障注入到所述待注入电路的次数，以及，每次故障注入到所述待注入电路后所述待注入电路出现功能中断时的等效注量；将每次故障注入到所述待注入电路后所述待注入电路出现功能中断时的等效注量相加，得到所述次数下的等效总注量；将所述次数除以所述等效总注量，得到所述待注入电路的功能中断截面。本申请实施例第二方面提供一种故障注入器，与SRAM型FPGA通信连接，所述FPGA包括待注入电路，所述故障注入器包括：接收模块，用于接收用户选择的故障注入模式，以及，所述用户输入的与所述故障注入模式对应的故障参数；生成模块，用于根据所述故障注入模式和与所述故障注入模式对应的故障参数，生成故障配置文件；注入模块，用于将所述故障配置文件注入FPGA的待注入电路中，实现故障注入；其中，所述故障注入模式为手动注入模式、逐位注入模式、累积注入模式中的任意一种。本申请实施例第三方面提供了一种故障注入器，包括：存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现本申请实施例第一方面提供的故障注入方法。本申请实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例第一方面提供的故障注入方法。本申请实施例第无方面提供了一种故障注入系统，包括如第二或三方面所述的故障注入器和SRAM型FPGA，所述故障注入器与所述FPGA通信连接；所述FPGA包括故障注入电路和待注入电路，所述故障注入电路和待注入电路相连，所述故障注入电路用于对所述待注入电路实现故障注入，所述待注入电路设置于可重配置区。从上述本申请实施例可知，本申请提供的故障注入方法、故障注入器、存储介质及故障注入系统，故障注入模式包括手动注入模式、逐位注入模式、累积注入模式，可弥补现有内部故障注入技术可模拟的故障模式较为单一的不足。实现单粒子效应在不同辐照环境下更为严格完备的模拟以及FPGA在不同辐照环境下功能中断截面的评估计算。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请一实施例提供的故障注入方法的流程示意图；图2为本申请一实施例提供的故障注入器结构示意图；图3为本申请一实施例提供的故障注入器的硬件结构示意图；图4为本申请一实施例提供的故障注入系统的结构示意图。具体实施方式为使得本申请的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。请参阅图1，图1为本申请一实施例提供的故障注入方法的流程示意图，该故障注入方法应用于故障注入器，该故障注入器与SRAM型FPGA通信连接，该FPGA包括待注入电路，该方法包括：S101、接收用户选择的故障注入模式，以及，该用户输入的与该故障注入模式对应的故障参数。S102、根据该故障注入模式和与该故障注入模式对应的故障参数，生成故障配置文件。S103、将该故障配置文件注入该FPGA的待注入电路中，实现故障注入。其中，该故障注入模式为手动注入模式、逐位注入模式、累积注入模式中的任意一种。在本公开中，故障注入器提供三种故障注入模式，即手动注入模式、逐位注入模式、累积注入模式。手动注入模式为在用户指定的位置中生成一个指定类型的故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种故障注入方法，其特征在于，应用于故障注入器，所述故障注入器与SRAM型FPGA通信连接，所述FPGA包括待注入电路，所述方法包括：/n接收用户选择的故障注入模式，以及，所述用户输入的与所述故障注入模式对应的故障参数；/n根据所述故障注入模式和与所述故障注入模式对应的故障参数，生成故障配置文件；/n将所述故障配置文件注入所述FPGA的待注入电路中，实现故障注入；/n其中，所述故障注入模式为手动注入模式、逐位注入模式、累积注入模式中的任意一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种故障注入方法，其特征在于，应用于故障注入器，所述故障注入器与SRAM型FPGA通信连接，所述FPGA包括待注入电路，所述方法包括：
接收用户选择的故障注入模式，以及，所述用户输入的与所述故障注入模式对应的故障参数；
根据所述故障注入模式和与所述故障注入模式对应的故障参数，生成故障配置文件；
将所述故障配置文件注入所述FPGA的待注入电路中，实现故障注入；
其中，所述故障注入模式为手动注入模式、逐位注入模式、累积注入模式中的任意一种。


2.根据权利要求1所述的故障注入方法，其特征在于，
当所述故障注入模式为手动注入模式时，所述手动注入模式对应的故障参数包括故障帧、故障比特位、故障类型；
当所述故障注入模式为逐位注入模式时，所述逐位注入模式对应的故障参数包括故障帧范围、等待时间、故障类型，所述等待时间为两次故障注入之间的时间间隔；
当所述故障注入模式为累积注入模式时，所述累积注入模式对应的故障参数包括故障帧范围、LET值、故障注入速度、注量、故障类型。


3.根据权利要求2所述的故障注入方法，其特征在于，所述手动注入模式、逐位注入模式、累积注入模式对应的故障参数中的故障类型均为单比特翻转、相邻列双比特翻转、相邻行双比特翻转、对角位双比特翻转中的任意一种。


4.根据权利要求1所述的故障注入方法，其特征在于，所述FPGA还包括故障注入电路，所述方法还包括：
生成比特流文件，所述比特流文件包括所述故障注入电路的比特流数据和待注入电路的比特流数据，所述故障注入电路的比特流数据用于使所述故障注入电路对所述待注入电路实现故障注入，所述待注入电路的比特流数据用于在所述FPGA中划分出可重配置区，所述可重配置区用于布局所述待注入电路；
将所述比特流文件下载到所述FPGA中。


5.根据权利要求1所述的故障注入方法，其特征在于，所述故障配置文件包括故障注入模式、故障类型、故障总数、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海钢，贾一平，余乐，张世伟，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11