[發明專利]一種用于單粒子翻轉的故障模擬系統及分析方法

無效

• 申請號: 201310132451.6
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN103198868A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 王忠明;姚志斌;郭紅霞;趙雯;丁李利;王艷萍;肖堯;王園明;張科營;王偉
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G11C29/08
• 分類號: G11C29/08;G06F17/50
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種單粒子翻轉的故障模擬系統，包括上位計算機和控制板，所述控制板包括故障注入模塊、故障檢測模塊、故障分析模塊；其特征在于：所述故障注入模塊包括非易失性存儲器Flash；所述故障檢測模塊包括參照FPGA、邏輯控制FPGA；所述邏輯控制FPGA包括測試向量存儲器、頻率發生器、比較器；所述故障分析模塊包括下位計算機DSP、CPU外圍存儲器；所述上位計算機與下位計算機DSP之間通過RS422協議進行通信；所述同步時鐘、輸出時鐘、比較時鐘由邏輯控制FPGA產生；所述非易失性存儲器Flash與被測FPGA、參照FPGA相互連接通信；所述下位計算機分別與非易失性存儲器Flash、邏輯控制FPGA、CPU外圍存儲器相互連接；所述頻率發生器分別與測試向量存儲器、比較器、被測FPGA、參照FPGA相互連接并發送信號；所述測試向量存儲器與被測FPGA、參照FPGA相互連接。

2.一種單粒子翻轉的故障模擬分析方法，其特征在于：包括以下步驟：

1】上位計算機將配置文件發送至下位計算機；

2】下位計算機將配置文件轉存到非易失存儲器中；

3】上位計算機發送配置FPGA指令；

4】下位計算機從非易失存儲器中提取配置數據，并按照被測FPGA的讀寫時序將配置數據寫入被測FPGA；

5】向被測FPGA注入故障：

在上位計算機發送故障注入指令后，下位計算機根據指令中的注入地址和注入模式將包含錯誤的一幀數據以及部分讀寫命令整合成新的數據包，通過被測FPGA的8位并行數據接口寫入到被測FPGA的配置存儲器中；

6】故障檢測模塊判斷注入的故障是否對系統功能造成了破壞：

在向被測FPGA注入故障之后，邏輯控制FPGA產生一個測試向量，輸入被測FPGA與參照FPGA，并且檢測被測FPGA與參照FPGA的輸出是否一致；如果出現不一致的情況，說明注入的故障有效，邏輯控制FPGA立即向下位計算機請求中斷，并且將出錯信息返回上位計算機；

7】故障分析模塊利用故障注入的結果評價由FPGA實現的系統的抗單粒子能力。

3.根據權利要求2所述的單粒子翻轉的故障模擬分析方法，其特征在于：所述步驟7具體包括以下步驟：

1】利用故障注入和故障檢測模塊，遍歷FPGA內部存儲器中的每一位，找出該設計對應的所有敏感位；

2】通過公式計算該設計的敏感因子，用這個參數表征該系統對單粒子翻轉的容錯能力；所述公式是：

敏感因子=動態翻轉截面/靜態翻轉截面=敏感位數/配置存儲器位數；

3】如果已經從輻照實驗或者相關資料中獲得了該器件的靜態翻轉截面，可以利用公式計算該系統的動態翻轉截面；所述公式是：

敏感因子=動態翻轉截面/靜態翻轉截面=敏感位數/配置存儲器位數。