【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于芯片测试，更具体地，涉及一种针对fpga配置存储器的外部错误注入设备及应用。
技术介绍
1、近年来，sram型fpga在各个领域得到了广泛应用，相较于定制化的专用芯片，fpga能够提供更大的灵活性，对于那些需要短时间迭代更新，且对性能需求较高的应用场景具有特殊意义。在fpga开发的整个流程中，可靠性评估测试至关重要。通过可靠性评估，可以分析sram型fpga受到环境因素(如辐射、温度变化)的影响时的工作状态，有助于设计相应的防护措施提高其在这些条件下的性能和稳定性。
2、针对sram型fpga的可靠性评估测试，近年来主要通过三种方法：①通过建立数学模型分析sram型fpga在恶劣环境下的状态；②通过搭建真实的环境条件对sram型fpga进行实地测试；③通过向fpga配置存储器注入预先设置的错误，模拟环境因素对sram型fpga状态的影响。第一种方法往往很难得到准确且全面的测试结果。第二种方案开销太大，且发生的随机事件无法对电路的具体模块进行针对性的可靠性测试。通过错误注入fpga配置存储器模拟其在恶劣环境下的不良工作状态以评估可靠性的方法具备便捷、经济、安全等特点，弥补了前两种方法的缺陷，逐渐被大部分研究者接受。因此，研究一种针对fpga配置存储器的外部错误注入方案存在重要意义。
3、然而，现有的针对fpga配置存储器的错误注入的两种主流方案通常存在局限性，这些限制将影响其在特定应用领域中fpga可靠性评估测试的有效性和实用性。一部分方案使用eda软件(如xilinx公司的vivado)的配
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种针对fpga配置存储器的外部错误注入设备及应用，其目的在于，针对fpga配置存储器，提供一种不易受环境因素影响、且注入速度较快、可扩展性较强的外部错误注入设备。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种针对fpga配置存储器的外部错误注入设备，包括：软核处理器和配置帧读写模块；其中，软核处理器中存储有与待注入fpga的型号相对应的jtag控制信号；
3、软核处理器用于在接收到外部注入指令后，将与待注入fpga的型号相对应的jtag控制信号输入至配置帧读写模块中；使能配置帧读写模块的读使能端，并将从外部注入指令解析到的待注入fpga的目标地址输入至配置帧读写模块；
4、配置帧读写模块用于当读使能端有效时，读取待注入fpga目标地址处的目标帧数据，并回传至软核处理器；
5、软核处理器还用于当接收到目标帧数据后，基于从外部注入指令解析到的错误注入模式对目标帧数据进行修改，生成注入帧数据，并使能配置帧读写模块的写使能端；
6、配置帧读写模块还用于当写使能端有效时，读取软核处理器中的注入帧数据，并将注入帧数据写入至待注入fpga的目标地址处。
7、进一步优选地，上述外部错误注入设备还包括：连接在软核处理器与配置帧读写模块之间的直接内存访问控制模块，用于控制软核处理器和配置帧读写模块之间的数据交互；
8、其中，直接内存访问控制模块与软核处理器通过总线相连，直接内存访问控制模块与配置帧读写模块通过导线相连；软核处理器中设置有ddr；
9、配置帧读写模块在读取到目标帧数据后，将其传送至直接内存访问控制模块，并由直接内存访问控制模块写入到ddr上；
10、软核处理器在生成注入帧数据后，将其写入至ddr中；
11、配置帧读写模块在写使能端有效时，通过直接内存访问控制模块将注入帧数据从ddr中读取出来。
12、进一步优选地，直接内存访问控制模块与软核处理器通过axi总线相连。
13、进一步优选地，上述外部错误注入设备还包括：连接在软核处理器与配置帧读写模块之间的模式调度控制模块；其中，模式调度控制模块与软核处理器通过总线相连，模式调度控制模块与配置帧读写模块通过导线相连；
14、软核处理器在接收到外部注入指令后，通过模式调度控制模块将与待注入fpga的型号相对应的jtag控制信号输入至配置帧读写模块中，并向模式调度控制模块发送读指令；
15、模式调度控制模块在接收到读指令后，通过寄存器操作使能配置帧读写模块的读使能端，并控制配置帧读写模块基于对应的jtag控制信号读取待注入fpga目标地址处的目标帧数据；
16、软核处理器在接收到目标帧数据后，向模式调度控制模块发送写指令；
17、模式调度控制模块在接收到写指令后，通过寄存器操作使能配置帧读写模块的写使能端，并控制配置帧读写模块基于对应的jtag控制信号将注入帧数据写入至待注入fpga的目标地址处。
18、进一步优选地，模式调度控制模块还用于当配置帧读写模块完成对应的读帧操作时，停止使能配置帧读写模块的读使能端；当配置帧读写模块完成对应的写帧操作时，停止使能配置帧读写模块的写使能端；
19、软核处理器还用于监听模式调度控制模块的寄存器来等待配置帧读写模块完成对应的读帧操作或写帧操作。
20、进一步优选地，模式调度控制模块与软核处理器通过axi总线相连。
21、进一步优选地，软核处理器中存储有与不同型号fpga的jtag控制信号；
22、当上述外部错误注入设备连接多块fpga时，软核处理器用于在接收到外部注入指令后，对外部注入指令进行解析，得到待注入fpga的id号以及对应的型号类型，并将与待注入fpga的型号相对应的jtag控制信号输入至配置帧读写模块中。
23、进一步优选地，上述外部错误注入设备还包括：用户端；
24、用户端与软核处理器相连，用于向软核处理器发送上述注入指令。
25、进一步优选地，用户端还用于当待注入fpga的型号发生变化时，将对应fpga型号的jtag控制信号发送至软核处理器中。
26、第二方面，本专利技术提供了一种fpga的可靠性检测系统，包括：检测模块和本专利技术第一方面所提供的外部错误注入设备；
27、检测模块用于在外部错误注入设备对待评估fpga进行错误注入后，观测待评估fpga的功能是否发生错误，以对待评估fpga的可靠性进行检测；
28、或者，外部错误注入设备还用于在对待评估fpga进行错误注入后，重新读取待评估fpga目标地址处的目标帧数据，并存储；检测模块用于将错误本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种针对FPGA配置存储器的外部错误注入设备，其特征在于，包括：软核处理器和配置帧读写模块；所述软核处理器中存储有与待注入FPGA的型号相对应的JTAG控制信号；
2.根据权利要求1所述的外部错误注入设备，其特征在于，还包括：连接在所述软核处理器与所述配置帧读写模块之间的直接内存访问控制模块，用于控制所述软核处理器和所述配置帧读写模块之间的数据交互；
3.根据权利要求2所述的外部错误注入设备，其特征在于，所述直接内存访问控制模块与所述软核处理器通过AXI总线相连。
4.根据权利要求1所述的外部错误注入设备，其特征在于，还包括：连接在所述软核处理器与所述配置帧读写模块之间的模式调度控制模块；其中，所述模式调度控制模块与所述软核处理器通过总线相连，所述模式调度控制模块与所述配置帧读写模块通过导线相连；
5.根据权利要求4所述的外部错误注入设备，其特征在于，所述模式调度控制模块还用于当所述配置帧读写模块完成对应的读帧操作时，停止使能所述配置帧读写模块的读使能端；当所述配置帧读写模块完成对应的写帧操作时，停止使能所述配置帧读写模块的写使
6.根据权利要求4所述的外部错误注入设备，其特征在于，所述模式调度控制模块与所述软核处理器通过AXI总线相连。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的外部错误注入设备，其特征在于，所述软核处理器中存储有与不同型号FPGA的JTAG控制信号；
8.根据权利要求1-6任意一项所述的外部错误注入设备，其特征在于，还包括：用户端；
9.根据权利要求8所述的外部错误注入设备，其特征在于，所述用户端还用于当待注入FPGA的型号发生变化时，将对应FPGA型号的JTAG控制信号发送至所述软核处理器中。
10.一种FPGA的可靠性检测系统，其特征在于，包括：检测模块和权利要求1-9任意一项所述的外部错误注入设备；
...【技术特征摘要】
1.一种针对fpga配置存储器的外部错误注入设备，其特征在于，包括：软核处理器和配置帧读写模块；所述软核处理器中存储有与待注入fpga的型号相对应的jtag控制信号；
2.根据权利要求1所述的外部错误注入设备，其特征在于，还包括：连接在所述软核处理器与所述配置帧读写模块之间的直接内存访问控制模块，用于控制所述软核处理器和所述配置帧读写模块之间的数据交互；
3.根据权利要求2所述的外部错误注入设备，其特征在于，所述直接内存访问控制模块与所述软核处理器通过axi总线相连。
4.根据权利要求1所述的外部错误注入设备，其特征在于，还包括：连接在所述软核处理器与所述配置帧读写模块之间的模式调度控制模块；其中，所述模式调度控制模块与所述软核处理器通过总线相连，所述模式调度控制模块与所述配置帧读写模块通过导线相连；
5.根据权利要求4所述的外部错误注入设备，其特征在于，所述模式调度控制模...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁赵骏，陈启东，要智伟，张吉良，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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