【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通用电路的冗余加固，具体涉及一种基于hits的通用电路部分冗余加固方法和系统。
技术介绍
1、单粒子翻转(single event upset，seu)是空间恶劣的辐射环境造成的多种单粒子效应中最常见和最典型的一种。该现象会导致器件逻辑状态的翻转，而该现象的产生是由于空间高能粒子射入器件灵敏区。所以为了减少seu的影响，通常需要对在轨处理器做抗辐照加固来提高航天电子设备的稳定性。近年来，现代电子系统对高可靠性的需求不断增加，集成度和复杂程度的增加使得vlsi电路对错误更敏感。为了提高系统可靠性，在设计中需要有效的容错技术。
2、在抗辐照加固的冗余加固中，三模冗余加固是常用手段。现有技术中将全三模冗余加固技术引入asic设计中，从而提高系统的软错误容忍度。虽然全三模冗余加固可以有效的降低系统的软错误率，但是会导致系统面积过大和能耗过高。所以随着航天处理器的规模和运行速度的提升，全三模冗余设计越来越无法满足电路设计的需求。为了进一步解决上述问题，又有学者提出了一种减少精度冗余(rpr)的新方法(在计算精度和功率消耗之间提供了折衷)，以及使用纠错码(eccs)的方法(适用于fft和自适应滤波器等线性操作)。
3、同时，不少学者开始利用部分冗余加固技术来缓解这一问题，这种加固手段强调对于重要元件的防护，在灵活程度上比全三模冗余设计更高。同时从理论上，部分冗余设计可以很好地达到电路规模和稳定性之间的平衡。通过将实际电路简化为近似功能电路并在简化后的电路中使用部分冗余技术以达到系统稳定性和面积与能耗开销
4、传统容错方法如全三模冗余抗辐照加固等资源开销大、功耗大，制约其在轨应用。针对在轨处理中的主要运算模块，在尽可能减小资源开销的前提下提升容错能力是十分关键的。
5、由此可见，传统的全三模冗余加固方法面积过大、能耗过高，而现有的部分三模冗余加固方法虽然灵活程度优于全三模冗余加固方法，也可以很好地达到电路规模和稳定性之间的平衡，但是现有的部分三模冗余加固方法中并没有一个通用的加固方法，也对电路加固有效性进行科学评判，难以适应空间恶劣辐射环境的变化。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于hits的部分冗余加固方法和系统，能够在高可靠性要求下有效降低额外的资源开销。
2、为实现本专利技术之目的，采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术的第一方面，提供一种基于hits的通用电路部分冗余加固方法，所述方法应用于双逻辑锥模型中，包括：s101：依据节点之间的连接关系生成节点关系矩阵；s102：对所述节点关系矩阵进行hits迭代，以获得所述节点的hits值；s103：基于所述hits值，对所述节点进行降序排序，选取前第一数目个节点，作为待加固节点；所述第一数目是由最终确定的加固比例确定的；s104：对所述待加固节点进行部分三模冗余加固。
4、进一步地，所述节点是中心触发器。
5、进一步地，所述对所述节点关系矩阵进行hits迭代，以获得所述节点的hits值包括：s102.1：对所述节点关系矩阵进行划分，所述节点关系矩阵g包括节点集合v和边集合e，即：g＝(v,e)；s102.2：每个节点集合v包括一个枢纽值和一个权威值，初始化所述枢纽值和权威值为1；s102.3：重复执行s102.31-s102.33直到所述枢纽值和所述权威值收敛：s102.31：更新每个节点的权威值auth(v)，计算如下：s102.32：更新每个节点的枢纽值hub(v)，计算如下：其中，in(v)表示所有指向节点v的边所连接的节点集合，hub(u)表示节点u的枢纽值，out(v)表示所有由节点v出发的边所连接的节点集合，auth(u)表示节点u的权威值；s102.33：将每个节点的权威值和枢纽值进行归一化处理，以获得hits值，计算如下：其中，表示对权威值求均方归一化的结果；表示对枢纽值求均方归一化的结果。
6、进一步地，所述基于所述hits值，对所述节点进行降序排序，选取前第一数目个节点，作为待加固节点包括：s103.1：按照单调递增排序选取一个临时加固比例，所述临时加固比例对应数目作为临时节点加固数目，将所述临时节点加固数目的节点设置为待加固节点，将所述待加固节点替换成三模触发器节点；所述临时加固比例是10％-100％中的一个值；s103.2：利用双逻辑锥模型推导出平均故障时间间隔mtbf，计算如下：
7、
8、其中，z为中心触发器个数，t为待加固电路持续工作时间长度，λ为待加固电路失效率，p(t)为出错概率，中心触发器dci的源触发器个数为mi，i为中心触发器序号，中心触发器dci的目标触发器个数为ni，mz和nz为i＝z时的源触发器个数和目标触发器个数，第j个目标触发器对应的组合逻辑输入信号个数为kj，j＝0,1,…,ni-1；其中，源触发器为中心触发器的输入节点，目标触发器为中心触发器的输出节点；s103.3：建立临时节点加固数目和所述平均故障时间间隔mtbf的关系曲线；s103.4：根据所述临时加固比例，获得所述临时加固比例下系统的第一平均故障时间间隔mtbf；s103.5：将所述第一平均故障时间间隔mtbf与全三模冗余的第二平均故障时间间隔mtbf进行比较，当两者的值相近或相同时，所述临时加固比例为最终确定的加固比例。
9、进一步地，所述对所述待加固节点进行部分三模冗余加固包括：s104.1：将所述第一数目节点替换成三模触发器节点；s104.2：再次比较所述第一平均故障时间间隔mtbf与所述第二平均故障时间间隔mtbf，以获得比较结果；s104.3：如果所述比较结果小于或等于门限值，则确认加固有效，结束加固流程；所述门限值小于0.1％，可根据精度要求进行调整。
10、本专利技术的第二方面，提供一种基于hits的通用电路部分冗余加固系统，所述系统包括：生成模块，用于依据节点之间的连接关系生成节点关系矩阵；迭代模块，和所述生成模块连接，用于对所述节点关系矩阵进行hits迭代，以获得所述节点的hits值；选取模块，和所述迭代模块连接，用于基于所述hits值，对所述节点进行降序排序，选取前第一数目个节点，作为待加固节点；所述第一数目是由最终确定的加固比例确定的；加固模块，和所述选取模块连接，用于对所述待加固节点进行部分三模冗余加固。
11、进一步，所述节点是中心触发器。
12、进一步地，所述迭代模块还包括：划分子单元，用于对所述节点关系矩阵进行划分，所述节点矩阵g包括节点集合v和边集合e，即：g＝(v,e)；初始化子单元，和所述划分子单元连接，用于将每个节点集合v包括的枢纽值和权威值初始化为1；收敛子单元，和所述初始化子单元连接，用于重复执行以下步骤直到所述枢纽值和权威值收敛；s102.31：更新每个节点的权威值auth(v)，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于HITS的通用电路部分冗余加固方法，其特征在于，所述方法应用于双逻辑锥模型中，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点是中心触发器。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述节点关系矩阵进行HITS迭代，以获得所述节点的HITS值包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述HITS值，对所述节点进行降序排序，选取前第一数目个节点，作为待加固节点包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述待加固节点进行部分三模冗余加固包括：
6.一种基于HITS的通用电路部分冗余加固系统，其特征在于，所述系统包括：
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述节点是中心触发器。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述迭代模块还包括：
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述选取模块还包括：
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述加固模块还包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于hits的通用电路部分冗余加固方法，其特征在于，所述方法应用于双逻辑锥模型中，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点是中心触发器。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述节点关系矩阵进行hits迭代，以获得所述节点的hits值包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述hits值，对所述节点进行降序排序，选取前第一数目个节点，作为待加固节点包括：
5.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈禾，谢愚，庄胤，张志成，周天行，倪润峰，陈亮，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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