【技术实现步骤摘要】
一种应用于组合逻辑电路的软错误加固方法
本专利技术属于半导体和集成电路
，具体涉及集成电路中的一种应用于组合逻辑电路的软错误加固方法。
技术介绍
随着半导体特征尺寸的持续微缩化，集成电路对辐射粒子攻击造成的软错误越来越敏感。当辐射粒子攻击发生在组合逻辑电路中，被攻击的电路节点上将产生一个错误的瞬态信号。该错误信号随着逻辑路径传播并被存储单元捕获，最终进入系统关键模块，将可能造成整个系统产生功能性的错误。这种非永久性的错误称为软错误。对于存在辐射攻击风险的电子设备和存在高可靠性要求的电子系统，如航天器、飞机和核设施中的电子设备，针对于软错误的加固设计十分重要。三模冗余加固方法是通过将待加固电路复制成三份再在输出端接上表决器的加固方法。它利用表决器的多数表决功能，能实现在任意一个复制模块出现错误时保证最后的输出不出错。传统的将整个电路进行三模冗余加固的方法虽然可靠性高但是面积代价巨大。而在不同的设计中，组合电路加固的面积裕量是有限且不确定的，因此需要在可靠性和面积这两个指标上做权衡。因此，设计出一种可以满足任意设计...
【技术保护点】
1.一种应用于组合逻辑电路的软错误加固方法，其特征在于，包括如下四个过程：(一)电路读取过程，(二)待加固逻辑门标记过程，(三)待加固逻辑门的分组过程和(四)加固过程；其中，电路读取过程提取电路的组成元素和元素间的连接关系，并构建图论数据结构；待加固逻辑门标记过程通过读取待加固逻辑门挑选信息对逻辑门进行分类标记，待加固逻辑门的数量和位置可以根据设计要求任意地选取；待加固逻辑门的分组过程通过求解待加固逻辑门构成的有向图的最大连通子图的方法获得具体的分组方案；加固过程根据分组方案对原电路进行分组三模冗余加固。/n
【技术特征摘要】
1.一种应用于组合逻辑电路的软错误加固方法，其特征在于，包括如下四个过程：(一)电路读取过程，(二)待加固逻辑门标记过程，(三)待加固逻辑门的分组过程和(四)加固过程；其中，电路读取过程提取电路的组成元素和元素间的连接关系，并构建图论数据结构；待加固逻辑门标记过程通过读取待加固逻辑门挑选信息对逻辑门进行分类标记，待加固逻辑门的数量和位置可以根据设计要求任意地选取；待加固逻辑门的分组过程通过求解待加固逻辑门构成的有向图的最大连通子图的方法获得具体的分组方案；加固过程根据分组方案对原电路进行分组三模冗余加固。
2.根据权利要求1所述的软错误加固方法，其特征在于，所述的电路读取过程具体包括以下步骤：
(1)将整个电路视作一个有向图G＝<V,E>，有向图G中的顶点V包含电路中所有的输入端、输出端和逻辑门，有向图G中的有向边E包括电路中所有连线；
(2)将电路的输入端的数目记为NI，并将所有输入端按读取顺序进行编号，第i个输入端的序号记为INi，i＝1，2，…，NI，将所有输入端构成的顶点集合记为VI，将电路的输出端的数目记为NO，并将所有输出端按读取顺序进行编号，将第j个输出端的序号记为OTi，j＝1，2，…，NO，将所有输出端构成的顶点集合记为VO，将电路的逻辑门的数目记为NG，并将所有逻辑门按读取顺序进行编号，将第k个输出端的序号记为GAi，k＝1，2，…，NG，将所有逻辑门构成的顶点集合记为VG，于是，顶点集合V＝VI+VO+VG；
(3)将顶点u到顶点v的有向边记为<u,v>，根据电路的各元素的连接关系，得到有向图G的边集合E为其中v∈VI+VG，u∈VG+VO，表示顶点v在有向图G中的后继元集。
3.根据权利要求1所述的软错误加固方法，其特征在于，所述的待加固逻辑门标记过程具体包括以下步骤：
(1)读取挑选信息；该挑选信息为外部数据，包含待加固门的数目和在电路中的位置两种信息，根据具体设计要求灵活设置；
(2)将待加固门的数目记为NH，根据挑选信息从顶点集合VG中挑选出对应的加固顶点构成新集合VH，称为加固集合；将顶点集合VG中的非加固顶点构成的集合记为VN＝VG-VH，称为非加固集合；于是，顶点集合V等价为VI+VO+VH+VN。
4.根据权利要求1所述的软错误加固方法，其特征在于，所述的待加固逻辑门的分组过程具体包括以下步骤：
(1)构建一个长度为NH的列表，记为VISIT，VISIT用于记录VH中的每个顶点的被访问状态，将未访问状态记为0，将已访问状态记为1，初始化VISIT中所有顶点访问状态都为0；
(2)按照VH中顶点的次序，访问VH中第1个顶点，记为v1，并将VISIT中v1的访问状态改为1，搜索VH中包含v1的最大连通子图，将该最大连通子图中的所有顶点分成一组并记录；
(3)按照VH中顶点的次序，搜索下一个在VISIT中的访问状态为0的顶点，如果VH中不存在下一个在VISIT中的访问状态为0的顶点，跳转到步骤(7)，如果搜索到下一个在VISIT中的访问状态为0的顶点，将该顶点记为v2，将VISIT中v2的访问状态改为1，搜索VH中包含v2的最大连通子图，将该最大连通子图中的所有顶点分成一组并记录；
(4)按照VH中顶点的次序，在VH中搜索下一个在VISIT中的访问状态为0的顶点，如果不存在下一个在VISIT中的访问状态为0的顶点，跳转到步骤(7)，如果存在下一个在VISIT中的访问状态为0的顶点，将该顶点记为v3，将VISIT中v3的访问状态改为1，搜索VH中包含v3的最大连通子图，将该最大连通子图中的所有顶点分成一组并记录；
(5)以此类推；
(6)访问完VH中所有顶点，此时VISIT中所有顶点的访问状态均为1，得到VH中最后一个最大连通子图，将最后一个最大连通子图中顶点构成的列表记为LISTn，将记录有LISTn中顶点的后继元集中属于VN或者属于VO的顶点的二维列表记为OUTLn；
(7)至此，VH中所有最大连通子图都已被找到，VH中所有顶点的分组方式为：LIST1，LIST2，…，LISTn；
(8)分组过程结束。
5.根据权利要求1所述的软错误加固方法，其特征在于，所述的加固过程具体包括以下步骤：
(1)将LIST1包含的逻辑门视作一个整体，对这个整体构成的子电路进行三模冗余加固，根据OUTL1添加表决单元；
(2)将LIST2包含的逻辑门视作一个整体，对这个整体构成的子电路进行三模冗余加固，根据OUTL2添加表决单元；
(3)以此类推，将LIST3～LISTn包含的逻辑门分别视作n-2个整体，对这n-2个整体构成的n-2个子电路进行三模冗余，根据OUTL3～OUTLn分别添加表决单元，分别将增加NV3，NV4，…，NVn个表决单元，具体的冗余加固过程同上，完成对LISTn的加固后，VH中所有逻辑单元已被加固，并将累积添加个表决单元；
(4)加固过程结束，输出加固后电路。
6.根据权利要求4所述的软错误加固方法，其特征在于，分组过程的步骤(2)中所述搜索VH中包含v1的最大连通子图，具体搜索过程如下：
①初始化一个空列表，记为LIST1，用于记录最大连通子图的顶点，将v1添加到LIST1中；
②初始化一个空二维列表，记为OUTL1，OUTL1的行数始终与LIST1中元素数目保持一致，OUTL1中每一行是一个单独的列表，用于记录LIST1中对应序号的顶点的后继元集中属于VN或者属于NO的顶点，在OUTL1中添加第一行，第一行元素为空；
③按照LIST1中顶点的前后次序，访问LIST1中第一个顶点，记为u1；
④检索在E中所有以u1为起始顶点的边，得到所有满足条件的边的终到顶点，使用条件1：属于VH且在VISIT中的访问状态为0，和条件2：属于VN或者属于VO，对这些顶点进行筛选，如果存在满足条件1的顶点，将满足条件1的顶点依次添加到LIST1的末尾，将满足条件1的顶点在VISIT中的访问状态改为1，将满足条件1的顶点数目记为x，在OUTL1中添加x行，新添加的行中元素为空，如果存在满足条件2的顶点，将满足条件2的顶点添加到OUTL1的第一行中；
⑤检索在E中所有以u1为终到顶点的边，得到所有满足条件的边的起始顶点，使用条件1：属于VH且在VISIT中的访问状态为0，对这些顶点进行筛选，如果存在满足条件1的顶点，将满足条件1的顶点依次添加到LIST1的末尾，将满足条件1的顶点在VISIT中的访问状态改为1，将满足条件1的顶点数目记为x，在OUTL1中添加x行，新添加的行中元素为空；
⑥按照LIST1中顶点的前后次序，如果LIST1中存在第二个顶点，访问LIST1中第二个顶点，记为u2；
⑦检索在E中所有以u2为起始顶点的边，得到所有满足条件的边的终到顶点，使用条件1：属于VH且在VISIT中的访问状态为0，和条件2：属于VN或者属于VO，对这些顶点进行筛选，如果存在满足条件1的顶点，将满足条件1的顶点依次添加到LIST1的末尾，将满足条件1的顶点在VISIT中的访问状态改为1，将满足条件1的顶点数目记为x，在OUTL1中添加x行，新添加的行中元素为空，如果存在满足条件2的顶点，将满足条件2的顶点添加到OUTL1的第二行中；
⑧...
【专利技术属性】
技术研发人员：程旭，谭驰誉，韩军，曾晓洋，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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