[发明专利]一种基于仿真的数字电路故障注入方法

说明书

本发明公开了一种基于仿真的数字电路故障注入方法，包括创建目标信号列表，获取目标信号，故障注入。所采用的技术方案应该支持多信号列表的灵活操作，故障注入类型可设置，故障的持续时间可设置，除了能实现指定信号的故障注入，还要能实现故障的随机注入以及多点故障注入。本发明为基于仿真的故障注入技术，不需要修改VHDL模型，直接在Test Bench(TB)中采用简短高效的代码实现，能够简单快速的支持可靠性设计的验证。本发明简单易行，能够快速实现且使用灵活的故障注入方法，能够有效模拟出实际环境下导致处理器内部电平翻转等故障现象。

技术领域

本发明属于数字电路技术领域，涉及一种基于仿真的数字电路故障注入方法。

背景技术

近年来随着集成度电路特征尺寸的不断缩小，处理器的性能得到了迅速的提高，然而这种高度集成化、低阈值电压以及高工作频率，使得处理器对于串扰、电磁干扰以及粒子辐射等的影响更加敏感，容易引发处理器的各种故障，对处理器的可靠性提出了严峻的挑战。为了克服这些挑战，需要对处理器进行容错设计，采取适当的防护措施来增强电路可靠性，尽可能的保证系统的各项功能正常运转。

在处理器加固设计中，一项主要的设计任务就是抵抗电磁干扰，粒子辐射等引起的电路故障现象，在前端设计的时候，可以从系统结构的角度采取各种加固措施；而为了验证这些加固措施的有效性，需要模拟出实际环境下导致电路发生的故障现象，然后分析在电路捕获到这些故障现象之后，所采用的加固措施是否有效，处理器能否继续正确运行。已有的故障注入技术分为三大类，包括硬件故障注入技术，软件故障注入技术和基于仿真的故障注入技术。基于硬件的故障注入和基于软件的故障注入均需要在芯片出产之后才能进行，属于物理注错方法，且实现相对复杂，成本较高。基于仿真的故障注入技术的目标系统一般为VHDL模型，这种方法又可以分为VHDL模型修改技术和仿真命令技术。

目前的研究已经设计出了很多前端仿真的故障注入平台，且这些平台都是系统化的，能够提供多种故障注入机制，并自动对故障注入后的处理器运行情况作分析；但是正因为目前方法的全面系统性，导致这样的一套故障注入与分析平台需要投入较多的人力物力才能完成其开发，系统的开发周期也较长，在前端设计的早期不能及时投入使用，或者在处理器加固设计的方案论证阶段和方案实现阶段，由于方案本身的不完善，不能，而且也没有必要采用这样的一套系统的验证和评估方案来检验各个设计点的容错效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于仿真的数字电路故障注入方法，该方法主要应用于处理器可靠性方案的验证，能够在仿真的TB文件中采用简短高效的代码实现快速注错，快速仿真，实现上简单易行，基本能够做到立即设计立即使用，且应用上也不乏灵活性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于仿真的数字电路故障注入方法，其特征在于，包括以下步骤：

step1：创建目标信号列表S_n

提取设计中的故障注入点并写入文件实现目标信号列表的创建；

step2：获取目标信号

首先确定给系统中的哪一个信号注入故障，然后确定该信号在目标信号列表中的索引号，并根据索引号将目标信号的信息读取出来，这样就从目标信号列表中获取了故障注入目标；

step3：故障注入

根据指定的故障类型与故障注入的时间信息完成对目标信号值的修改；

故障类型包括永久性故障和瞬时性故障。

本发明的进一步改进在于：

step1中，目标信号列表是待注入故障的信号集合，目标信号列表为文件形式，文件中所列的信号是需要注入故障的信号，每个信号在文件中占据文件的一行。