[發明專利]一種基于內部脈沖注入的單粒子瞬態效應評估系統

在審

• 申請號: 201710880801.5
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107632254A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 畢東杰;彭禮彪;高樂;謝永樂;李西峰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G01R31/3177;G01R31/3185;G01R31/27
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平

1.一種基于內部脈沖注入的單粒子瞬態效應評估系統，其特征在于，包括：PC上位機和評估FPGA；

所述PC上位機用于向評估FPGA發起故障注入開始指令，并接收評估FPGA上傳的比較結果、錯誤發生統計次數和故障發生位置信息；

所述評估FPGA包括系統控制模塊、輸入測試向量模塊、模擬故障測試電路、標準測試電路、結果分析模塊和UART模塊；

其中，所述輸入測試向量模塊由片內ROM組成，用于保存已確定的輸入測試向量；所述標準測試電路為未修改的待測試電路，所述模擬故障測試電路為在待測試電路的邏輯門輸入處添加一脈沖注入單元鏈；所述脈沖注入單元鏈由多個脈沖注入單元組成，每個脈沖注入單元均有一個D觸發器、一個二選一選擇器器、一個與門和一個異或門組成；

系統控制模塊通過UART模塊接收到PC上位機下發的故障注入開始指令后，向輸入測試向量模塊發送測試輸入向量查詢地址，向模擬故障測試電路發送使能信號SE、移位信號SI和脈沖信號，同時對模擬故障測試電路進行脈沖注入測試；

當測試輸入向量模塊接收到測試輸入向量查詢地址后，生成測試輸入向量查詢地址對應的輸入測試向量，再將輸入測試向量分別作為模擬故障測試電路和標準測試電路的輸入激勵，輸入到模擬故障測試電路和標準測試電路中；

模擬故障測試電路接收到系統控制模塊發出的使能信號SE、移位信號SI和脈沖信號后，將使能信號SE和脈沖信號分別輸入到脈沖注入單元鏈中的SE和INJECT端口，移位信號SI輸入到脈沖注入單元鏈中第一個脈沖注入單元的SI端口，時鐘信號CLK，接D觸發器的CLK端；當使能信號SE信號為高電平且時鐘信號CLK到來時，通過二選一選擇器向脈沖注入單元鏈中第一個脈沖注入單元的D觸發器寫入邏輯值1，從而進行第一個邏輯門的單粒子瞬態脈沖注入；待完成第一個邏輯門的單粒子瞬態脈沖的注入后，向第一個脈沖注入單元的D觸發器寫入邏輯值0，并將第一個脈沖注入單元的D觸發器的前一邏輯值移位到第二個脈沖注入單元的D觸發器，按照第一個邏輯門的方法進行第二個邏輯門的單粒子瞬態脈沖注入，并以此類推，并以此類推，以后每次都向第一個脈沖注入單元的D觸發器中寫入邏輯值0，將前一個脈沖注入單元的D觸發器的前一邏輯值移位到后一個脈沖注入單元的D觸發器，完成向每個邏輯門的單粒子瞬態脈沖注入；模擬故障測試電路和標準測試電路根據接收到的單粒子瞬態脈沖和輸入測試向量進行電路輸出，再輸出結果發送給結果分析模塊；

結果分析模塊將接收到的輸出結果進行比較，如果輸出結果相同，則表明注入的單粒子瞬態脈沖在電路傳輸過程中發生了掩蔽效應；如果輸出不同，則表明注入的單粒子瞬態脈沖會導致電路輸出出錯，并統計錯誤發生次數和錯誤發生的位置信息，再將統計結果通過UART模塊發送給PC上位機。

2.根據權利要求1所述的一種基于內部脈沖注入的單粒子瞬態效應評估系統，其特征在于，所述脈沖注入單元有5個輸入端口，2個輸出端口；

其中，時鐘信號CLK接D觸發器CLK端，用于D觸發器進行移位，上升沿有效；

使能信號SE接二選一選擇器的輸入選擇端，用于選擇需要注入脈沖的邏輯門；

移位信號SI接二選一選擇器的一個數據輸入端，當SE為高電平時，SI就會被寄存在D觸發器中；二選一選擇器的另一個數據輸入端與D觸發器的Q端相連；

脈沖信號接注入口INJECT，連接在與門的一個輸入端，另一個輸入端接D觸發器的Q端；

將D觸發器中保存的值與INJECT端的脈沖信號進行與運算，輸出值作為異或門的一個輸入端，IN為異或門另一個輸入端，與待測電路中上一邏輯門的輸出端口相連，OUT為異或門輸出端，與待測電路中下一邏輯門的輸入端口相連；

SO接D觸發器Q端，該信號為“1”時表明需要對當前邏輯門進行脈沖注入；將前一脈沖注入單元的SO與下一個脈沖注入單元模塊SI相連，從而組成脈沖注入單元鏈。