【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于云硬件智能处理平台，尤其涉及一种基于目标系统数字孪生模型仿真的芯片故障注入系统。
技术介绍
1、数字孪生模型作为新兴的技术正在被广泛应用于多个行业，特别是在半导体领域，基于数字孪生模型的芯片故障注入系统已经成为了一种重要的故障检测和预防手段。
2、传统的芯片故障注入技术主要是通过物理方式来引入故障，比如直接通过外部电源或者射线等方式破坏器件内部结构，这样可以在一定程度上模拟出真实世界的故障现象。然而这种方式对于大型复杂的系统来说往往非常耗时且昂贵，而且无法模拟出一些难以通过物理方式产生的情况。
3、基于数字孪生模型的芯片故障注入技术则克服了传统方法的局限性，它可以利用计算机仿真技术快速地生成多种故障场景，并且可以根据需求动态调整模型参数，从而更好地模拟真实的故障情况。
4、在当今的集成电路设计和制造中，芯片故障注入系统已成为必不可少的一部分。此类系统能够通过模拟各种潜在故障来帮助工程师们在产品发布之前发现并修复潜在问题。
5、将故障引入到实际电路的过程中需要对输入信号进行适当的调节以确保目标区域受到合适的影响程度。同时，也需要在芯片上放置足够的监测点以便记录故障发生前后的波形变化，从而分析故障产生的影响。
6、随着芯片规模不断扩大以及系统复杂度提高，人工手动控制和数据分析变得越来越困难。因此，需要采用自动化控制和数据处理的方法来简化这一过程。例如可以使用机器学习算法对大量波形数据进行自动分类和诊断，以找出潜在的问题区域。总之，芯片故障注入系统是现代电子设计
技术实现思路
1、为了更好地模拟和预测芯片在正常工作条件下可能出现的各种故障，并有效地减少生产成本和时间，从而提高产品质量和可靠性。本专利技术提供了一种基于数字孪生模型的芯片故障注入系统。
2、基于目标系统数字孪生的仿真模型构建，所述方法包含以下步骤：
3、步骤1：定义模型目标和范围
4、步骤2：收集故障数据和分析
5、步骤3：建立模型结构
6、步骤4：仿真验证与改进
7、进一步的，针对步骤1所述的具体过程为：定义模型目标：基于数字孪生的故障仿真模型旨在模拟智能芯片在实际环境下的故障情况，以便对智能芯片的可靠性和稳定性进行评估。同时，该模型也将帮助我们理解和预测高能粒子和射线辐射对宇航领域专用芯片产生的单粒子效应。定义模型范围：本模型将涵盖智能芯片的所有关键组成部分，包括但不限于处理器、内存、通信接口等，并考虑各种可能的故障类型，如位翻转、电源干扰、开路故障等。此外，模型还将考虑数字孪生的精度和实时性要求，以确保故障仿真的准确性。
8、进一步的，针对步骤2所述的具体过程为：从实际运行的智能芯片中获取有关故障的观测数据，包括故障的发生频率，类型，位置等。后续利用数字孪生技术，获取智能芯片的详细结构和运行状态数据，以模拟故障的发生和传播。收集高能粒子和射线辐射的强度，频率，方向等数据，以模拟实际的辐射环境。去除无效数据和异常数据，对数据进行标准化，归一化等操作，使数据适合于建模。利用数据进行训练，使用未参与训练的数据对模型进行验证，检查模型的泛化能力和预测精度，此步骤只针对故障模型。
9、进一步的，针对所述步骤3的具体过程为：将芯片类型，运行状态，辐射环境等故障发生的因素确定为输入变量，将包含故障率，故障类型分布，故障传播规律等因素，设定为模型中的参数值。选择随机过程模型作为框架，编写代码，实现模型的运行。使用数据进行训练和验证。使用独立的测试数据对优化后的模型进行验证，确保模型的稳定性和准确性。将验证过的模型应用于实际的故障预测和风险评估，提供决策支持。
10、进一步的，针对所述步骤4的具体过程为：据实际需求和可能的情况，设置仿真的时间步长、运行周期、初始条件等参数。对仿真结果进行详细的分析，检查模型是否符合预期，是否有偏差，是否有异常等情况。如果存在缺陷或问题，就需要深入分析原因，找出模型的缺陷所在。根据分析结果修改模型，修复存在的问题，提高模型的准确性和稳定性。修改后的模型需要再次运行仿真进行验证，看是否解决了之前的问题。反复多次，直到模型达到满意的精度和稳定性为止。
11、一种基于目标系统数字孪生模型仿真的故障注入系统，所述的系统包含数字孪生模型模块，故障注入模块，故障检测模块，故障日志模块，网络通信模块。
12、数字孪生模型模块，其功能是收集实际硬件设备的数据，分析历史数据，预测设备可能出现的问题，调整数字孪生模型中的参数，可以模拟出不同的设备配置或工作条件，找到最优的设备运行策略。
13、故障注入模块，其功能是将故障注入到指定的目标系统中。故障注入模块负责维护各种故障注入的相关数据，例如要执行的故障注入的故障类型、故障发生的地址、故障持续的时间等，并且可以根据预先设定的故障参数来触发故障并向目标系统中注入这些故障。
14、故障检测模块，其功能是监控目标程序的执行，一旦发现程序出现了异常或者错误，就会立即停止程序的执行，并将这些异常或错误的信息报告给用户。这个模块可以有效地帮助用户定位和解决程序的问题，提高程序的可靠性和稳定性。
15、故障日志模块，其功能是记录和保存所有的故障注入和故障检测的信息，包括但不限于触发故障的时间、故障的类型、故障的位置等等。这些信息可以帮助用户更好地理解和分析故障的发生原因，从而更有效地改进和优化程序。
16、网络通信模块，其功能是用于服务器端和客户端之间的通信，它使得客户端能够发送故障注入参数并接收故障注入结果，同时服务器端也能接收到客户端的请求并执行故障注入操作。通过这种方式，网络通信模块实现了客户端和服务器端的数据交换和通信。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于数字孪生模型的芯片故障注入系统，其特征在于基于泊松随机过程模型的方法，其系统包含数字孪生模型模块、故障注入模块、故障检测模块、故障日志模块和网络通信模块。
2.根据权利要求1所述的数字孪生模型模块，其特征在于收集故障数据集，生成故障生成模型；对芯片功能的进行仿真，和对电路逻辑时序的仿真过程。
3.根据权利要求2所述的芯片功能仿真，其特征采用System C语言，并将其中功能抽象成模块，互联总线抽象成通信。
4.根据权利要求2所述的芯片电路仿真，采用Verilog硬件描述语言进行描述。
5.根据权利要求1所述的故障注入模块，其特征在于采用泊松随机过程模型，产生故障，对仿真系统注入故障。
6.根据权利要求1所述的故障检测模块，其特征在于故障注入到指定的目标系统中，故障注入模块负责维护各种故障注入的相关数据，例如要执行的故障注入的故障类型、故障发生的地址、故障持续的时间等，并且可以根据预先设定的故障参数来触发故障并向目标系统中注入这些故障。
7.根据权利要求1所述的故障日志模块，其特征在于记录和保存所有
8.根据权利要求1所述的网络通信模块，模拟芯片中网络通信模块的行为，包括通信协议的仿真，采用Ethernet；设计故障感知机制，通过网络通信模块获取故障信息，并将反馈发送给系统或运维人员，模拟网络通信模块的工作，包括通信性能和故障时的行为。
...【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生模型的芯片故障注入系统，其特征在于基于泊松随机过程模型的方法，其系统包含数字孪生模型模块、故障注入模块、故障检测模块、故障日志模块和网络通信模块。
2.根据权利要求1所述的数字孪生模型模块，其特征在于收集故障数据集，生成故障生成模型；对芯片功能的进行仿真，和对电路逻辑时序的仿真过程。
3.根据权利要求2所述的芯片功能仿真，其特征采用system c语言，并将其中功能抽象成模块，互联总线抽象成通信。
4.根据权利要求2所述的芯片电路仿真，采用verilog硬件描述语言进行描述。
5.根据权利要求1所述的故障注入模块，其特征在于采用泊松随机过程模型，产生故障，对仿真系统注入故障。
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：季振洲，万一凡，李少博，张立钊，孔胜嵩，王鹤儒，马瑞琳，谢伟勋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。