SRAM型FPGA的故障注入方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种SRAM型FPGA的故障注入方法和装置，该方法包括获取待测FPGA的初始配置文件；获取初始配置文件中的使用中逻辑资源，并确定使用中逻辑资源对应可配置存储单元的配置文件位置；确定故障注入位置，故障注入位置与可配置存储单元的配置文件位置对应；翻转故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件；将故障注入配置文件下载到待测FPGA中。该SRAM型FPGA的故障注入方法，无需对FPGA的全部位置进行故障注入，通过仅对使用中的逻辑资源进行故障注入，能够提高SRAM型FPGA的故障注入效率，并且，测试人员根据故障注入的反馈能够快速地评价故障对FPGA功能是否有影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及FPGA空间可靠性
，特别是涉及一种SRAM型FPGA的故障注入方法和装置。
技术介绍
SRAM(Static Random Access Memory，即静态随机存取存储器)型FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)由于其可重复配置、灵活性高、资源丰富等优点，被广泛应用于航天领域。SRAM型FPGA的内部资源由SRAM型的存储单元实现，而SRAM型的存储单元对空间辐射十分敏感，空间重离子和质子在其中产生的单粒子翻转严重威胁其正常运行，成为行业研究和工程应用的重点和焦点。单粒子翻转(Single Event Upset，SEU)：指由于单粒子辐射引起电路的逻辑状态发生变化，即逻辑“1”变成逻辑“0”，或逻辑“0”变成逻辑“1”，造成电路逻辑功能混乱。单粒子翻转是单粒子效应(Single Event Effects，SEE)中的一种，故障注入方法是评估FPGA单粒子效应敏感性的常用方法，其原理是使用硬件、软件、仿真等技术向器件或系统中注入故障，评估故障对器件性能或系统运行的影响。目前行业内常用的SRAM型FPGA故障注入方法使用故障随机注入或逐位注入来实现器件抗辐射性能的评价。但单粒子翻转在SRAM型FPGA的产生位置是随机的，若采用随机注入或逐位注入方式对FPGA的全部位置进行故障注入，将花费大量的时间才能确定故障位置，因此，现有的SRAM型FPGA故障注入方法效率低，无法快速地评价故障对FPGA功能是否产生影响。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够提高故障注入效率的SRAM型FPGA的故障注入方法和装置。一种SRAM型FPGA的故障注入方法，包括以下步骤：获取待测FPGA的初始配置文件；获取所述初始配置文件中的使用中逻辑资源，并确定所述使用中逻辑资源对应可配置存储单元的配置文件位置；确定故障注入位置，所述故障注入位置与所述可配置存储单元的配置文件位置对应；翻转所述故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件；将所述故障注入配置文件下载到所述待测FPGA中。在一个实施例中，所述翻转所述故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件的步骤包括：翻转所述故障注入位置中一种类型的可配置存储单元的配置比特位得到故障注入配置文件。在一个实施例中，所述翻转所述故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件的步骤包括：分别翻转所述故障注入位置中多种类型的可配置存储单元的配置比特位得到故障注入配置文件。在一个实施例中，在将所述故障注入配置文件下载到所述待测FPGA中的步骤之后，还包括：运行所述FPGA以验证所述FPGA是否失效并得到验证结果；当所述故障注入位置对应的配置比特位未全部被翻转时，返回翻转所述故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件的步骤；当所述故障注入位置对应的配置比特位全部被翻转时，根据所述验证结果、所述故障注入位置和所述故障注入位置对应的可配置存储单元的类型确定失效模式。在一个实施例中，所述获取所述初始配置文件中的使用中逻辑资源，并确定所述使用中逻辑资源对应可配置存储单元的配置文件位置的步骤包括：确定所述初始配置文件中的用户逻辑资源；区分所述用户逻辑资源中的未使用逻辑资源和使用中逻辑资源；确定所述使用中逻辑资源对应可配置存储单元的配置文件位置。一种SRAM型FPGA的故障注入装置，包括：初始配置获取模块，用于获取待测FPGA的初始配置文件；分析模块，用于获取所述初始配置文件中的使用中逻辑资源，并确定所述使用中逻辑资源对应可配置存储单元的配置文件位置；故障位置确定模块，用于确定故障注入位置，所述故障注入位置与所述可配置存储单元的配置文件位置对应；翻转模块，用于翻转所述故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件；故障注入模块，用于将所述故障注入配置文件下载到所述待测FPGA中。在一个实施例中，所述翻转模块，用于翻转所述故障注入位置中一种类型的可配置存储单元的配置比特位得到故障注入配置文件。在一个实施例中，所述翻转模块，用于分别翻转所述故障注入位置中多种类型的可配置存储单元的配置比特位得到故障注入配置文件。在一个实施例中，验证模块，用于运行所述FPGA以验证所述FPGA是否失效并得到验证结果；失效分析模块，用于当所述故障注入位置对应的配置比特位全部被翻转时，根据所述验证结果、所述故障注入位置和所述故障注入位置对应的可配置存储单元的类型确定失效模式；所述翻转模块，还用于当所述故障注入位置对应的配置比特位未全部被翻转时，翻转下一所述故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件。在一个实施例中，所述分析模块，包括：用户获取资源获取模块，用于确定所述初始配置文件中的用户逻辑资源；区分模块，用于区分所述用户逻辑资源中的未使用逻辑资源和使用中逻辑资源；存储单元获取模块，用于确定所述使用中逻辑资源对应可配置存储单元的配置文件位置。该SRAM型FPGA的故障注入方法，通过对FPGA的初始配置文件中进行分析得到使用中逻辑资源，且仅对使用中的逻辑资源进行故障注入。单粒子翻转只有发生在使用中的逻辑资源上时，才可能对FPGA正常运行产生影响。该SRAM型FPGA的故障注入方法，无需对FPGA的全部位置进行故障注入，通过仅对使用中的逻辑资源进行故障注入，能够提高SRAM型FPGA的故障注入效率，并且，测试人员根据故障注入的反馈能够快速地评价故障对FPGA功能是否有影响。附图说明图1为一个实施例的SRAM型FPGA的故障注入方法的流程图；图2为一种实施方式的一故障注入位置对应的可配置存储单元的配置比特位；图3为将如图2所示的配置比特位翻转得到的故障注入配置文件；图4为另一种实施例的SRAM型FPGA的故障注入方法的流程图；图5为一个实施例的SRAM型FPGA的故障注入装置的功能模块示意图；图6为另一个实施例的SRAM型FPGA的故障注入装置的功能模块示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。在一个实施例中，如图1所示，提供了一种SRAM型FPGA的故障注入方法，本实施例以该方法应用于计算机为例进行说明，该计算机上运行有一种应用程序，通过该程序来该实现SRAM型FPGA的故障注入方法。该方法包括以下步骤：S102：获取待测FPGA的初始配置文件。FPGA，即现场可编程门阵列，用户可根据现场的实际情况，在与FPGA连接的输入装置上输入用户设计电路的需求，FPGA自动根据用户需求设计电路，并生成改设计电路对应的初始配置文件。S104：获取初始配置文件中的使用中逻辑资源，并确定使用中逻辑资源对应可配置存储单元的配置文件位置。FPGA中所含的资源非常丰富，包括基本的逻辑单元，DSP资源和块RAM等。使用中逻辑资源是指根据用户需求设计的电路中所使用到的FPGA中的逻辑资源。可配置存储单元包括BRAM(Block Random Access Memory块随机存取存储器)、LUT(Look-Up-Table，查找表)和触发器等中的至少一种。在具体的实施方式中，用户通过参考用户手册，对初配置文件内容格式进行分析，分析出初始本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SRAM型FPGA的故障注入方法，包括以下步骤：获取待测FPGA的初始配置文件；获取所述初始配置文件中的使用中逻辑资源，并确定所述使用中逻辑资源对应可配置存储单元的配置文件位置；确定故障注入位置，所述故障注入位置与所述可配置存储单元的配置文件位置对应；翻转所述故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件；将所述故障注入配置文件下载到所述待测FPGA中。

【技术特征摘要】
1.一种SRAM型FPGA的故障注入方法，包括以下步骤：获取待测FPGA的初始配置文件；获取所述初始配置文件中的使用中逻辑资源，并确定所述使用中逻辑资源对应可配置存储单元的配置文件位置；确定故障注入位置，所述故障注入位置与所述可配置存储单元的配置文件位置对应；翻转所述故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件；将所述故障注入配置文件下载到所述待测FPGA中。2.根据权利要求1所述的SRAM型FPGA的故障注入方法，其特征在于，所述翻转所述故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件的步骤包括：翻转所述故障注入位置中一种类型的可配置存储单元的配置比特位得到故障注入配置文件。3.根据权利要求1所述的SRAM型FPGA的故障注入方法，其特征在于，所述翻转所述故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件的步骤包括：分别翻转所述故障注入位置中多种类型的可配置存储单元的配置比特位得到故障注入配置文件。4.根据权利要求1所述的SRAM型FPGA的故障注入方法，其特征在于，在将所述故障注入配置文件下载到所述待测FPGA中的步骤之后，还包括：运行所述FPGA以验证所述FPGA是否失效并得到验证结果；当所述故障注入位置对应的配置比特位未全部被翻转时，返回翻转所述故障注入位置的配置比特位得到故障注入配置文件的步骤；当所述故障注入位置对应的配置比特位全部被翻转时，根据所述验证结果、所述故障注入位置和所述故障注入位置对应的可配置存储单元的类型确定失效模式。5.根据权利要求1所述的SRAM型FPGA的故障注入方法，其特征在于，所述获取所述初始配置文件中的使用中逻辑资源，并确定所述使用中逻辑资源对应可配置存储单元的配置文件位置的步骤包括：确定所述初始配置文件中的用户逻辑资源；区分所述用户逻辑资源中的未使用逻辑资源和使用中逻辑资源；确定所述使用中逻辑资源对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯歌，张战刚，雷志锋，恩云飞，黄云，
申请(专利权)人：工业和信息化部电子第五研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44