[发明专利]一种针对大规模电路的单粒子效应快速仿真方法

说明书

本发明提供一种针对大规模电路的单粒子效应快速仿真方法，能够在保证单粒子效应表征精度的前提下，使得大规模仿真时间开销显著下降。该仿真方法包括：步骤1)选定被分析电路，进行仿真相关设置；步骤2)基于电路网表文件，提取和编辑仿真所需文件，包括包含故障注入的晶体管级网表、不含故障注入的门级/RTL级/行为级网表、描述数模转换接口的a2d文件、结果测量文件和testbench文件；步骤3)进行模拟与数字的混合仿真，分析结果测量文件在仿真中得到的仿真结果，得出指定故障注入范围情况下，电路对单粒子效应的响应情况；步骤4)遍历判断；步骤5)面积等效分析。

技术领域

本发明属于辐射效应仿真领域，涉及一种针对大规模电路的单粒子效应快速仿真方法。

背景技术

单粒子效应(SEE,Single event effect)是指宇宙中单个高能粒子入射半导体器件灵敏区，造成器件状态非正常改变的一种辐射效应。航天器在宇宙空间工作时，其电子元器件经常会受到单粒子效应的影响从而发生故障，严重时甚至造成系统的永久性损伤。随着集成电路行业与航天事业的进一步发展，单粒子效应成为制约航天电子元器件可靠性的重要因素。

航天电子元器件的抗单粒子效应能力常采用地面实验的方式验证，该方式存在资源紧张、费用高、粒子能量有限等问题，因此开展电路级单粒子效应仿真方法研究对宇航电子系统的研制和评价具有重要意义。

目前电路级单粒子效应仿真技术通常采用单一晶体管级网表，通过仿真器模拟高能粒子与芯片的作用过程。该方法仿真精度高，适用于研究单粒子效应在电路中的作用机理以及电路抗单粒子效应能力的评估，例如：

中国专利文献CN108363894A公开了一种电路级单粒子效应仿真平台，该平台能够支持万门级以上的大规模电路进行单粒子效应仿真分析。但在仿真速度方面，该类单粒子效应仿真技术难以满足大规模数字集成电路的仿真需求。

发明内容

本发明的目的是解决现有电路级单粒子效应仿真技术的缺点，提供一种针对大规模电路的单粒子效应快速仿真方法，致力于在保证单粒子效应表征精度的前提之下，使得大规模仿真时间开销显著下降。

本发明构思和原理如下：

对于电路级单粒子效应仿真，由于传统模拟仿真采用晶体管级网表，所使用的电路模型都是最基本的元件和单管，仿真时按时间关系对每一个节点的I/V关系进行计算，因此该方法仿真虽然精度最高，但仿真速度难以满足大规模数字集成电路的仿真需求，而数字仿真在门级/RTL级/行为级进行仿真，虽然仿真精度不及模拟仿真，但具有速度快，支持大规模电路仿真等的优势。为了在仿真的准确性和速度之间寻求良好的折衷，由此本发明提出了单粒子效应混合仿真的思路。

为实现上述目的，本发明给出以下解决方案：

步骤1)仿真设置

选定被分析电路，进行仿真相关设置，包括故障注入设置、仿真时间设置、测量节点设置和仿真次数设置；

步骤2)网表提取与编辑

基于电路网表文件，依据步骤1)的设置，提取和编辑仿真所需文件，包括包含故障注入的晶体管级网表、不含故障注入的门级/RTL级/行为级网表、描述数模转换接口的a2d文件、结果测量文件和testbench文件；

步骤3)混合仿真与分析

依据步骤2)提取的仿真文件，在步骤1)设置的仿真时间下，进行模拟与数字的混合仿真，分析结果测量文件在仿真中得到的仿真结果，得出指定故障注入范围情况下，电路对单粒子效应的响应情况；

步骤4)遍历判断

判断故障注入范围是否全电路遍历；若否，更换故障注入设置，跳转至步骤2)；若是，跳转至步骤5)；

步骤5)面积等效分析