SRAM型FPGA單粒子效應(yīng)故障注入測(cè)試方法關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、SRAM型FPGA憑借其高性能、可重復(fù)配置等優(yōu)勢(shì)越來(lái)越多地應(yīng)用于空間儀器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中。然而由于其對(duì)單粒子效應(yīng)天然的敏感性，應(yīng)用前對(duì)其進(jìn)行防護(hù)加固設(shè)計(jì)是十分必要的。對(duì)于不同的防護(hù)加固設(shè)計(jì)，需要對(duì)其性能進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的測(cè)試，為設(shè)計(jì)人員提供參考。目前主流的，也是業(yè)界比較認(rèn)可的測(cè)試方法是通過(guò)高能粒子輻照進(jìn)行測(cè)試。但是目前國(guó)內(nèi)加速器條件相對(duì)比較欠缺，且加速器建設(shè)周期長(zhǎng)，成本高。加之其高能粒子輻照實(shí)驗(yàn)存在一些不可回避的不足，研究其替代測(cè)試方法勢(shì)在必

2、行。單粒子效應(yīng)故障注入作為一種新興的測(cè)試手段，以其快速、靈活、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，必將成為單粒子效應(yīng)測(cè)試的重要手段。
　　由此引出了本文研究的基本問(wèn)題——如何通過(guò)故障注入對(duì)SRAM型FPGA的防護(hù)加固設(shè)計(jì)進(jìn)行性能測(cè)試。為此，論文重點(diǎn)研究了SRAM型FPGA單粒子效應(yīng)故障注入測(cè)試方法中面臨的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：
　?。?）故障注入模型問(wèn)題。SRAM型FPGA單粒子故障注入模型是故障注入的輸入條件，模型的準(zhǔn)確性決定了測(cè)試

3、結(jié)果有效性，同時(shí)模型還要兼顧現(xiàn)有技術(shù)條件下的故障注入的可實(shí)施性。建立故障注入器可以直接讀取的準(zhǔn)確的故障注入模型，是故障注入測(cè)試中的第一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
　?。?）基于故障注入測(cè)試的單粒子效應(yīng)防護(hù)性能測(cè)試與評(píng)價(jià)方法問(wèn)題。故障注入測(cè)試方法與傳統(tǒng)的高能粒子輻照測(cè)試在機(jī)理上有著本質(zhì)的不同，在故障注入條件下獲得的測(cè)試結(jié)果與高能粒子輻照測(cè)試結(jié)果有怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如何通過(guò)故障注入的測(cè)試結(jié)果評(píng)價(jià)防護(hù)加固設(shè)計(jì)的性能，是故障注入測(cè)試中的第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)

4、問(wèn)題。
　?。?）故障注入測(cè)試過(guò)程中的時(shí)間爆炸問(wèn)題。在時(shí)空遍歷的條件下，故障注入測(cè)試需要大量的時(shí)間開(kāi)銷，如何在不降低測(cè)試準(zhǔn)確性的前提下提高測(cè)試效率，是本文的第三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
　　為解決上述關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，本文提出了一種故障注入模型描述方法，提出了通過(guò)故障注入對(duì)SRAM型FPGA防護(hù)加固設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試的方法，提出了一種提高故障注入測(cè)試效率的思路，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了SRAM型FPGA單粒子故障注入測(cè)試系統(tǒng)，應(yīng)用該系統(tǒng)對(duì)某測(cè)試用例進(jìn)行了