[發(fā)明專(zhuān)利]大氣中子誘發(fā)的FPGA器件失效率檢測(cè)方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711365090.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107942174B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張戰(zhàn)剛;雷志鋒;何玉娟;彭超;師謙;黃云;恩云飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 劉艷麗

1.一種大氣中子誘發(fā)的FPGA器件失效率檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

對(duì)FPGA陣列進(jìn)行大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)，獲取FPGA陣列的大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)的測(cè)量數(shù)據(jù)；

獲取所述FPGA陣列中FPGA器件的數(shù)量；

根據(jù)所述測(cè)量數(shù)據(jù)以及所述FPGA器件的數(shù)量獲取FPGA器件失效率，

其中，所述測(cè)量數(shù)據(jù)包括單粒子翻轉(zhuǎn)數(shù)和測(cè)量時(shí)間；

所述根據(jù)所述測(cè)量數(shù)據(jù)以及所述FPGA器件的數(shù)量獲取FPGA器件失效率的步驟包括以下步驟：

根據(jù)所述單粒子翻轉(zhuǎn)數(shù)、測(cè)量時(shí)間和FPGA器件數(shù)量獲取FPGA器件失效率；

所述根據(jù)所述單粒子翻轉(zhuǎn)數(shù)、測(cè)量時(shí)間和FPGA器件數(shù)量獲取FPGA器件失效率的步驟包括以下步驟：

根據(jù)以下函數(shù)關(guān)系式獲取FPGA器件失效率：

λ＝(N_SEU×10⁹)÷(T_測(cè)量×N_FPGA)

式中，λ為FPGA器件失效率，N_SEU為單粒子翻轉(zhuǎn)數(shù)，T_測(cè)量為測(cè)量時(shí)間，N_FPGA為FPGA器件總數(shù)量；

所述對(duì)FPGA陣列進(jìn)行大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)中，檢測(cè)的所述單粒子效應(yīng)包括單粒子翻轉(zhuǎn)、單粒子功能中斷和單粒子鎖定，其中，在檢測(cè)所述FPGA器件的所述單粒子翻轉(zhuǎn)時(shí)，檢測(cè)范圍覆蓋所述FPGA器件的所有敏感存儲(chǔ)模塊，所述敏感存儲(chǔ)模塊包括塊存儲(chǔ)器、配置存儲(chǔ)器和可編程邏輯資源，在檢測(cè)所述FPGA器件的所述單粒子功能中斷時(shí)，檢測(cè)范圍覆蓋所述FPGA器件的所有功能中斷類(lèi)型，所述功能中斷類(lèi)型包括可選處理器訪問(wèn)端口SelectMAP鎖存器、JTAG測(cè)試訪問(wèn)端口TAP鎖存器、位流加載機(jī)及上電復(fù)位POR電路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣中子誘發(fā)的FPGA器件失效率檢測(cè)方法，其特征在于，在海拔高度大于預(yù)設(shè)值的位置執(zhí)行所述對(duì)FPGA陣列進(jìn)行大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)的步驟。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣中子誘發(fā)的FPGA器件失效率檢測(cè)方法，其特征在于，在所述FPGA器件實(shí)際應(yīng)用的位置執(zhí)行所述對(duì)FPGA陣列進(jìn)行大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)的步驟。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣中子誘發(fā)的FPGA器件失效率檢測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)所述FPGA陣列進(jìn)行大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)，獲取FPGA陣列的大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)的測(cè)量數(shù)據(jù)的步驟還包括以下步驟：

當(dāng)檢測(cè)過(guò)程中單粒子翻轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時(shí)，結(jié)束所述大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)的步驟，執(zhí)行所述獲取所述FPGA陣列中FPGA器件的數(shù)量的步驟。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣中子誘發(fā)的FPGA器件失效率檢測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)FPGA陣列進(jìn)行大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)的步驟包括以下步驟：

當(dāng)檢測(cè)到所述FPGA陣列發(fā)生所述單粒子功能中斷時(shí)，切斷所述FPGA陣列的電源。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣中子誘發(fā)的FPGA器件失效率檢測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)FPGA陣列進(jìn)行大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)的步驟包括以下步驟：

當(dāng)檢測(cè)到所述FPGA陣列發(fā)生所述單粒子鎖定時(shí)，切斷所述FPGA陣列的電源。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的大氣中子誘發(fā)的FPGA器件失效率檢測(cè)方法，其特征在于，所述切斷所述FPGA陣列的電源的步驟之后還包括以下步驟：

再次執(zhí)行所述對(duì)所述FPGA陣列進(jìn)行大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)的步驟，繼續(xù)獲取所述FPGA陣列的大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)的測(cè)量數(shù)據(jù)。

8.一種大氣中子誘發(fā)的FPGA器件失效率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊：

單粒子效應(yīng)檢測(cè)模塊，用于對(duì)FPGA陣列進(jìn)行大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)，獲取FPGA陣列的大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)的測(cè)量數(shù)據(jù)，其中，所述測(cè)量數(shù)據(jù)包括單粒子翻轉(zhuǎn)數(shù)和測(cè)量時(shí)間；

數(shù)量獲取模塊，用于獲取所述FPGA陣列中FPGA器件的數(shù)量；

失效率獲取模塊，用于根據(jù)所述測(cè)量數(shù)據(jù)以及所述FPGA器件的數(shù)量獲取FPGA器件失效率，其中，根據(jù)所述測(cè)量數(shù)據(jù)以及所述FPGA器件的數(shù)量獲取FPGA器件失效率包括，根據(jù)所述單粒子翻轉(zhuǎn)數(shù)、所述測(cè)量時(shí)間和所述FPGA器件數(shù)量獲取所述FPGA器件失效率；所述根據(jù)所述單粒子翻轉(zhuǎn)數(shù)、所述測(cè)量時(shí)間和所述FPGA器件數(shù)量獲取所述FPGA器件失效率的步驟包括，根據(jù)以下函數(shù)關(guān)系式獲取FPGA器件失效率：

λ＝(N_SEU×10⁹)÷(T_測(cè)量×N_FPGA)

式中，λ為FPGA器件失效率，N_SEU為單粒子翻轉(zhuǎn)數(shù)，T_測(cè)量為測(cè)量時(shí)間，N_FPGA為FPGA器件總數(shù)量；

所述對(duì)FPGA陣列進(jìn)行大氣中子單粒子效應(yīng)檢測(cè)中，檢測(cè)的所述單粒子效應(yīng)包括單粒子翻轉(zhuǎn)、單粒子功能中斷和單粒子鎖定，其中，在檢測(cè)所述FPGA器件的所述單粒子翻轉(zhuǎn)時(shí)，檢測(cè)范圍覆蓋所述FPGA器件的所有敏感存儲(chǔ)模塊，所述敏感存儲(chǔ)模塊包括塊存儲(chǔ)器、配置存儲(chǔ)器和可編程邏輯資源，在檢測(cè)所述FPGA器件的所述單粒子功能中斷時(shí)，檢測(cè)范圍覆蓋所述FPGA器件的所有功能中斷類(lèi)型，所述功能中斷類(lèi)型包括可選處理器訪問(wèn)端口SelectMAP鎖存器、JTAG測(cè)試訪問(wèn)端口TAP鎖存器、位流加載機(jī)及上電復(fù)位POR電路。