大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及电子器件辐射效应领域，特别是涉及一种大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法和系统，通过对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测，获取FPGA阵列的大气中子单粒子效应检测的测量数据；获取所述FPGA阵列中FPGA器件的数量；根据所述测量数据以及所述FPGA器件的数量获取FPGA器件失效率。在此方案中，所述测量数据为对FPGA进行大气中子单粒子效应检测后获得的数据，所述测量数据能够提高大气中子单粒子效应下的获取的FPGA器件失效率的准确度，从而实现FPGA器件大气中子单粒子效应敏感性的准确定量评价，解决我国目前FPGA器件大气中子单粒子效应评价方法缺失的难题。

【技术实现步骤摘要】
大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法和系统
本专利技术涉及电子器件辐射效应领域，特别是涉及一种大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法和系统。
技术介绍
银河宇宙射线、太阳宇宙射线等各种宇宙射线进入到地球的中性大气，并与大气中的氮和氧发生相互作用，形成了各种辐射粒子，使得大气空间辐射环境非常复杂。在各种辐射粒子之中，由于中子不带电、穿透力极强而且在大气中的含量高，因此大气中子入射电子系统所引起的单粒子效应，成为了威胁电子设备安全工作的关键因素。FPGA(Field－ProgrammableGateArray)，即现场可编程门阵列，是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。随着科技的发展，各种电子设备对FPGA器件的依赖性越来越强，而FPGA器件自身的集成度提高，复杂性增加，造成FPGA器件对单粒子效应更加敏感。为了评估大气中子诱发的单粒子效应对FPGA器件产生的影响，需要对大气中子单粒子效应下的FPGA器件的敏感特性进行分析。目前为了对FPGA器件进行单粒子效应敏感特性进行分析，一般采用地面加速辐照试验的方式，即使用具有高通量的地面辐射源辐照FPGA器件，模拟FPGA器件在真实大气环境下的辐射粒子，根据辐照试验结果分析FPGA器件的大气中子单粒子效应敏感特性。然而这种方式引发的FPGA器件的失效率，是一种模拟结果，用于对大气中子单粒子效应下的FPGA器件的敏感特性进行分析时，其准确度较低。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前对大气中子单粒子效应下的FPGA器件的敏感特性进行分析时，其准确度较低的问题，提供一种大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法和系统。一种大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法，包括以下步骤：对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测，获取FPGA阵列的大气中子单粒子效应检测的测量数据；获取所述FPGA阵列中FPGA器件的数量；根据所述测量数据以及所述FPGA器件的数量获取FPGA器件失效率。在其中一个实施例中，所述测量数据包括单粒子翻转数和测量时间；所述根据所述测量数据以及所述FPGA器件的数量获取FPGA器件失效率的步骤包括以下步骤：根据所述单粒子翻转数、测量时间和FPGA器件数量获取FPGA器件失效率。在其中一个实施例中，所述根据所述单粒子翻转数、测量时间和FPGA器件数量获取FPGA器件失效率的步骤包括以下步骤：根据以下函数关系式获取FPGA器件失效率：λ＝(NSEU×109)÷(T测量×NFPGA)式中，λ为FPGA器件失效率，NSEU为单粒子翻转数，T测量为测量时间，NFPGA为FPGA器件总数量。在其中一个实施例中，在海拔高度大于预设值的位置执行所述对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测的步骤。在其中一个实施例中，在所述FPGA器件实际应用的位置执行所述对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测的步骤。在其中一个实施例中，所述对所述FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测，获取FPGA阵列的大气中子单粒子效应检测的测量数据的步骤还包括以下步骤：当检测过程中单粒子翻转数达到预设阈值时，结束所述大气中子单粒子效应检测的步骤，执行所述获取所述FPGA阵列中FPGA器件的数量的步骤。在其中一个实施例中，所述对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测的步骤包括以下步骤：当检测到所述FPGA阵列发生单粒子功能中断时，切断所述FPGA阵列的电源。在其中一个实施例中，所述对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测的步骤包括以下步骤：当检测到所述FPGA阵列发生单粒子锁定时，切断所述FPGA阵列的电源。在其中一个实施例中，所述切断所述FPGA阵列的电源的步骤之后还包括以下步骤：再次执行所述对所述FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测的步骤，继续获取所述FPGA阵列的大气中子单粒子效应检测的测量数据。一种大气中子诱发的FPGA器件失效率检测系统，包括以下模块：单粒子效应检测模块，用于对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测，获取FPGA阵列的大气中子单粒子效应检测的测量数据；数量获取模块，用于获取所述FPGA阵列中FPGA器件的数量；失效率获取模块，用于根据所述测量数据以及所述FPGA器件的数量获取FPGA器件失效率。根据上述大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法和系统，通过对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测，获取FPGA阵列的大气中子单粒子效应检测的测量数据；获取所述FPGA阵列中FPGA器件的数量；根据所述测量数据以及所述FPGA器件的数量，可以获得FPGA器件失效率。在此方案中，所述测量数据为对FPGA进行大气中子单粒子效应检测后获得的数据，所述测量数据能够提高大气中子单粒子效应下的获取的FPGA器件失效率的准确度，从而实现FPGA器件大气中子单粒子效应敏感性的准确定量评价，解决我国目前FPGA器件大气中子单粒子效应评价方法缺失的难题。一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，该程序被处理器执行时实现上述大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法的步骤。一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的可执行程序，处理器执行程序时实现上述大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法的步骤。附图说明图1为本专利技术大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法一个实施例的流程示意图；图2为本专利技术大气中子诱发的FPGA器件失效率检测系统一个实施例的结构示意图；图3为本专利技术大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法一个实施例的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案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的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。参见图1所示，为本专利技术大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法一个实施例的流程示意图，该实施例中的大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法包括以下步骤：步骤S110：对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测，获取FPGA阵列的大气中子单粒子效应检测的测量数据；在本步骤中，所述FPGA阵列包括多个FPGA器件，通过对多个FPGA器件同时测量，可以等效为对一个FPGA器件进行长时间的测量，缩短了所述测量数据的获取时间，提高了FPGA器件大气中子单粒子效应检测的效率。进一步地，所述对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测的步骤中检测所述FPGA阵列中的FPGA器件是否发生单粒子翻转，检测范围覆盖所述FPGA器件的所有敏感存储模块，包括但不限于块存储器、配置存储器和可编程逻辑资源：FPGA器件中的块存储器主要用于拓展FPGA的应用范围和灵活性，块存储器中出现单粒子翻转时，若其中存储的数据被用于逻辑控制，则会影响FPGA器件的正常功能；FPGA器件中配置存储器分布在FPGA器件的整个芯片上，用于存储FPGA器件的配置码，实现对FPGA器件逻辑功能的控制，因此配置存储器发生的单粒子翻转对FPGA器件的影响较大；FPGA器件中的可编程逻辑资源包括查找表存储单元和寄存器单元，其中，查找表存储单元因单粒子效应发生翻转时，会导致FPGA器件配置的逻辑电路和描述语言对应的逻辑电路不同，导致FPGA器件逻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测，获取FPGA阵列的大气中子单粒子效应检测的测量数据；获取所述FPGA阵列中FPGA器件的数量；根据所述测量数据以及所述FPGA器件的数量获取FPGA器件失效率。

【技术特征摘要】
1.一种大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测，获取FPGA阵列的大气中子单粒子效应检测的测量数据；获取所述FPGA阵列中FPGA器件的数量；根据所述测量数据以及所述FPGA器件的数量获取FPGA器件失效率。2.根据权利要求1所述的大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法，其特征在于，所述测量数据包括单粒子翻转数和测量时间；所述根据所述测量数据以及所述FPGA器件的数量获取FPGA器件失效率的步骤包括以下步骤：根据所述单粒子翻转数、测量时间和FPGA器件数量获取FPGA器件失效率。3.根据权利要求2所述的大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法，其特征在于，所述根据所述单粒子翻转数、测量时间和FPGA器件数量获取FPGA器件失效率的步骤包括以下步骤：根据以下函数关系式获取FPGA器件失效率：λ＝(NSEU×109)÷(T测量×NFPGA)式中，λ为FPGA器件失效率，NSEU为单粒子翻转数，T测量为测量时间，NFPGA为FPGA器件总数量。4.根据权利要求1所述的大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法，其特征在于，在海拔高度大于预设值的位置执行所述对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测的步骤。5.根据权利要求1所述的大气中子诱发的FPGA器件失效率检测方法，其特征在于，在所述FPGA器件实际应用的位置执行所述对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应检测的步骤。6.根据权利要求1所述的大气中子诱发的FPGA器件失效率检...

【专利技术属性】
技术研发人员：张战刚，雷志锋，何玉娟，彭超，师谦，黄云，恩云飞，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44