【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路，尤其涉及一种基于仿真的单粒子软错误分析方法和装置。
技术介绍
1、单粒子效应可以根据故障表现是否可恢复简单划分为硬错误与软错误，其中硬错误是指硬件电路元件的不可恢复的永久性损伤或损坏，而软错误是指不影响硬件电路本身功能的但会影响硬件电路的运算的结果或存储的数据的错误。
2、在单粒子效应领域，软错误是导致硬件电路发生错误的主要原因，而硬错误产生的主要原因与硬件电路元件本身在制造过程中的差错、瑕疵密切相关，相比硬错误而言，软错误的发生具有偶然性、随机性。
3、对于软错误率分析而言，仅依靠纯电路仿真的分析是不经济的。例如，hspice的软错误率分析正是纯基于实际电路的仿真结果，其精度相对较高，但此类方法在分析大规模集成电路时速度并不理想，特别是在面对需要考虑多种二级效应的先进工艺节点下，其仿真效率无法满足实际工作的需要。且其相对于原始的hspice 工具在进行错误注入时需要工程人员建立适用于单粒子瞬态的扩散模型以捕捉瞬态电流，其操作复杂度较高且在多工艺条件下扩散模型可能不同，故为获得精确的单粒子瞬态在跨模块、跨区域的影响需要进行大量的数据采集建模。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于仿真的单粒子软错误分析方法和装置，可实现由单粒子翻转以及单粒子瞬态在内的单粒子效应所导致的软错误在计算机仿真中的建模，将传统的单粒子软错误分析从hspice仿真延伸至寄存器传输级与门级，提高软错误分析效率，降低软错误的分析门槛。
2、根据本专
3、接收输入参数，并根据所述输入参数为待测试集成电路系统配置相应的基本参数，其中，所述基本参数包括verilog代码、代码层级、蒙特卡洛采样重复次数、所模拟的单粒子线性能量传输、所模拟的单粒子注入通量、拟进行模拟的工艺的单粒子翻转截面、仿真线程数、仿真等待间隔时长、单粒子翻转效应追溯层数以及标准单元与ip列表；所述代码层级包括门级层级和寄存器传输级层级；
4、对所述verilog代码进行一次非注入的基准测试，并通过标准的vcd文件记录所述verilog代码的正确行为；
5、采用所述基本参数并基于逻辑综合工具的反标方法以及图遍历方法实现单粒子效应在寄存器传输级层次以及门级层的建模，确定所述待测试集成电路系统中各器件发生单粒子效应的悲观概率，其中，所述单粒子效应的悲观概率为单粒子翻转效应的悲观概率或单粒子瞬态效应的悲观概率；
6、根据所述各器件发生单粒子效应的悲观概率和所述基本参数确定所述待测试集成电路系统整体发生单粒子翻转效应的平均次数；
7、根据梅特罗波利斯-黑斯廷斯算法和所述单粒子翻转的悲观概率确定随机数和当前触发单粒子的候选状态概率；
8、在所述随机数大于所述当前触发单粒子的候选状态概率时，接收该状态并对其实施一次故障注入，并记录故障注入的时间、位置和类型；
9、以待测试集成电路系统的实际测试时间为基准，停止故障注入，根据所述仿真等待间隔时长进行等待，并通过vcd文件记录故障注入后所述待测试集成电路系统的各输出值；
10、根据所述verilog代码的正确行为记录所述待测试集成电路系统的各输出值的错误；
11、根据故障注入的时间、位置和类型以及所述待测试集成电路系统的各输出值的错误确定所述待测试集成电路系统的敏感列表、软错误率和翻转截面。
12、可选的，所述采用所述基本参数并基于逻辑综合工具的反标方法以及图遍历方法实现单粒子效应在寄存器传输级层次以及门级层的建模，确定所述待测试集成电路系统中各器件发生单粒子效应的悲观概率具体包括：
13、当所述代码层级为门级层级时，根据所述verilog代码、所述标准单元与ip列表，获得各类型器件在所述待测试集成电路系统中的全部映射；根据所述拟进行模拟的工艺的单粒子翻转截面、所模拟的单粒子线性能量传输以及所模拟的单粒子注入通量，获取各器件发生单粒子翻转效应的悲观概率；根据所述待测试集成电路系统建立有向图；根据有向图建立相应的组合逻辑锥映射；根据所述拟进行模拟的工艺的单粒子翻转截面、所述所模拟的单粒子线性能量传输以及所述所模拟的单粒子注入通量确定各可翻转器件所映射的组合逻辑锥发生单粒子瞬态效应的悲观概率；
14、当所述代码层级为寄存器传输级层级时，根据所述verilog代码获得全部翻转器件在寄存器传输级层级内的各实例表征；根据所述拟进行模拟的工艺的单粒子翻转截面，建立器件与翻转界面的映射关系；根据所述所模拟的单粒子线性能量传输及所述所模拟的单粒子注入通量，获取各器件发生单粒子翻转效应的悲观概率。
15、可选的，所述根据所述各器件发生单粒子效应的悲观概率和所述基本参数确定所述待测试集成电路系统整体发生单粒子翻转效应的平均次数具体包括：
16、根据所述各器件发生单粒子效应的悲观概率和所述所模拟的单粒子注入通量确定所述待测试集成电路系统整体发生单粒子翻转效应的平均次数。
17、可选的，所述根据梅特罗波利斯-黑斯廷斯算法和所述单粒子翻转的悲观概率确定随机数和当前触发单粒子的候选状态概率具体包括：
18、根据所述单粒子翻转的悲观概率建立全局悲观概率分布；
19、从[0,1]中生成所述随机数；
20、从容易抽样系统悲观概率分布中以所述随机数取得待注入候选状态x′，其中该候选状态指向待注入的器件；
21、对于单粒子翻转效应，确定可翻转的半导体器件发生翻转的可能性概率，将其记为；
22、将与所述单粒子翻转的悲观概率的比值确定为所述当前触发单粒子的候选状态概率。
23、可选的，在所述随机数大于所述当前触发单粒子的条件概率时，接收该状态并对其实施一次故障注入具体包括：
24、控制仿真器模拟forece语句与release语句交互式的行为以模拟一次故障注入。
25、可选的，所述根据故障注入的时间、位置和类型以及所述待测试集成电路系统的各输出值的错误确定所述待测试集成电路系统的敏感列表、软错误率和翻转截面具体包括：
26、对所述待测试集成电路系统的各输出值的错误的次数进行排序，得到所述待测试集成电路系统的敏感列表；
27、根据如下公式确定软错误率：
28、
29、其中，p错误率为所述待测试集成电路系统的软错误率；
30、根据如下公式确定翻转截面：
31、
32、其中，为所述待测试集成电路系统的翻转截面，为所述待测试集成电路系统中器件的翻转截面。
33、可选的，所述根据所述拟进行模拟的工艺的单粒子翻转截面、所模拟的单粒子线性能量传输以及所模拟的单粒子注入通量，获取各器件发生单粒子翻转效应的悲观概率具体包括：
34、根据如下公式确定各器件发生单粒子翻转的悲观概率：
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【技术保护点】
1.一种基于仿真的单粒子软错误分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，所述根据所述各器件发生单粒子效应的悲观概率和所述基本参数确定所述待测试集成电路系统整体发生单粒子翻转效应的平均次数具体包括：
4.根据权利要求1所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，所述根据梅特罗波利斯-黑斯廷斯算法和所述单粒子翻转的悲观概率确定随机数和当前触发单粒子的候选状态概率具体包括：
5.根据权利要求1所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，在所述随机数大于所述当前触发单粒子的条件概率时，接收该状态并对其实施一次故障注入具体包括：
6.根据权利要求1所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，所述根据故障注入的时间、位置和类型以及所述待测试集成电路系统的各输出值的错误确定所述待测试集成电路系统的敏感列表、软错误率和翻转截面具体包括：
7.根据权利要求3所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，所述根据所述拟进行模拟的工艺的单粒子翻
8.根据权利要求7所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，所述根据所述所模拟的单粒子线性能量传输及所述所模拟的单粒子注入通量，获取各器件发生单粒子翻转效应的悲观概率具体包括：
9.根据权利要求1所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，所述根据所述各器件发生单粒子效应的悲观概率和所述基本参数确定所述待测试集成电路系统整体发生单粒子翻转效应的平均次数具体包括：
10.一种基于仿真的单粒子软错误分析装置，其特征在于，包括：参数接收输出模块、代码测试模块、悲观概率计算模块、次数统计模块、条件概率确定模块、故障注入模块、故障输出模块、测试结果输出模块以及结果确定模块；
...【技术特征摘要】
1.一种基于仿真的单粒子软错误分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，所述根据所述各器件发生单粒子效应的悲观概率和所述基本参数确定所述待测试集成电路系统整体发生单粒子翻转效应的平均次数具体包括：
4.根据权利要求1所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，所述根据梅特罗波利斯-黑斯廷斯算法和所述单粒子翻转的悲观概率确定随机数和当前触发单粒子的候选状态概率具体包括：
5.根据权利要求1所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，在所述随机数大于所述当前触发单粒子的条件概率时，接收该状态并对其实施一次故障注入具体包括：
6.根据权利要求1所述的单粒子软错误分析方法，其特征在于，所述根据故障注入的时间、位置和类型以及所述待测试集成电路系统的各输出值的错误确定所述待测试集成电路系统的敏感列表...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文浩，曾璇，杨帆，刘文军，沈忱，
申请(专利权)人：苏州珂晶达电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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