[发明专利]一种SRAM型FPGA翻转故障注入器及故障注入方法

说明书

本发明提供一种SRAM型FPGA翻转故障注入器及故障注入方法，其中上位机指示下位机进行链上器件识别，获得目标FPGA器件ID对应的器件型号；上位机选择工作接口，并指示下位机通过该工作接口进行配置位流回读；获得目标FPGA器件的原始配置位流文件；上位机指示下位机利用目标FPGA器件的原始配置位流文件完成对目标FPGA器件的上电程序加载；上位机根据故障注入类型，生成翻转故障注入位流文件；并指示下位机利用该故障注入位流文件通过所选工作接口完成对目标FPGA器件的故障注入。本发明能够克服现有硬件故障注入的设备复杂、成本高，以及现有软件故障注入的故障模型不够真实而导致注入后测试结果可信度不高等缺点。

技术领域

本发明涉及，尤其涉及一种SRAM(Static RAM，静态随机存储器)型FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)翻转故障注入器及故障注入方法。

背景技术

单粒子效应的主要包括SEU(Single Event Upset，单粒子翻转)、SET(SingleEvent Transient，单粒子瞬态脉冲)、SEL(Single Event Latch，单粒子锁定)等，其中SEU时最主要的表现形式。对于SRAM型FPGA，由于其采用的SRAM工艺，极易发生单粒子效应故障，尤其是单粒子翻转故障。从单粒子翻转故障的比例来看，配置存储器所占的比重最大，其次为LUT型的RAM、块状RAM和触发器，其它(如SET、SEFI)的单粒子效应故障所占的比例较小，配置存储器的SEU是FPGA单粒子效应故障的最主要表现形式。

为了使SRAM型FPGA工作过程中尽量少发生故障，通常采用故障注入的方法对FPGA的功能进行检测。故障注入是通过向器件中刻意引入故障，并观察系统存在故障时的行为，以便对器件的各个可配置位进行配置，从而保证FPGA工作过程中的功能可靠性。

当前FPGA故障注入方法分为硬件故障注入、软件故障注入和模拟故障注入3种：硬件故障注入是使用物理手段将故障直接注入到待测系统硬件中,具有不需要建立专用的故障注入模型,实验过程短的优点，不足之处是实验设备复杂，成本高。软件故障注入是在设计的故障模型上，更改存储器或寄存器内容来模拟硬件或软件发生的故障。过程相对简单，无需复杂装置，并且不会对硬件造成损伤。模拟故障注入是把故障注入到硬件仿真模型中，具有最佳的可观察性和可控制性，硬件成本低的优点，缺点是必须建立硬件仿真模型，工作量极大。

发明内容

本发明针对问题，提出了一种SRAM型FPGA翻转故障注入器及故障注入方法，其能够克服现有硬件故障注入的设备复杂、成本高，以及现有软件故障注入的故障模型不够真实而导致注入后测试结果可信度不高等缺点。

本发明通过如下技术方案实现：

本发明提供一种SRAM型FPGA翻转故障注入方法，其包括：

步骤S10，上位机指示下位机进行链上器件识别，获得该目标FPGA器件ID对应的器件型号；

步骤S20，上位机选择工作接口，并通过配置位流回读指令指示下位机通过该工作接口进行配置位流回读；并根据下位机的反馈获得目标FPGA器件的原始配置位流文件；所述目标FPGA器件的原始配置位流文件是下位机根据配置位流回读指令中携带的器件型号找寻到对应的目标FPGA器件并通过工作接口与该目标FPGA器件通信获取到的；

步骤S30，上位机指示下位机利用目标FPGA器件的原始配置位流文件完成对目标FPGA器件的上电程序加载；

步骤S40，上位机根据故障注入类型，生成翻转故障注入位流文件；并指示下位机利用该故障注入位流文件通过所选工作接口完成对目标FPGA器件的故障注入。

更优选地，所述故障注入方法还包括：