[发明专利]FPGA配置存储器阵列的故障注入方法及装置

说明书

本发明公开了FPGA配置存储器阵列的故障注入方法及装置，涉及FPGA技术领域。本发明通过FPGA的JTAG接口回读配码数据帧地址对应的配码数据帧，将配码数据帧中的至少一位取反后便可得到错误配码数据，然后通过JTAG接口将取反后的配码数据帧写入FPGA，实现了通过JTAG接口对FPGA进行故障注入；由于仅回读和注入指定地址的配码数据帧，数据量小，可极大的降低故障注入时间；具有不影响Slave SelectMAP接口回读刷新操作的优势，可以同时进行故障注入和回读刷新。

技术领域

本发明涉及FPGA技术领域，尤其涉及FPGA配置存储器阵列的故障注入方法及装置。

背景技术

SRAM型FPGA应用于辐照、宇航等严苛环境时，芯片本身会受到带电粒子的轰击，带电粒子可能会导致FPGA片内的Configuration(配置)SRAM中存储的数据发生误翻转，进而导致FPGA芯片的功能出错。这种在存储单元中出现的带电粒子所导致的数据错误，称为单粒子翻转。对于严酷环境中使用的SRAM型FPGA电路，常常需要采取额外的加固处理措施。经常采取的加固措施为：通过Slave SelectMAP接口对FPGA持续不断地进行回读、比对、刷新操作，即在FPGA工作期间，某种主设备在Slave SelectMAP接口，持续地回读FPGA片内的Configuration SRAM阵列中的数据，与其他地方(例如反熔丝PROM)存储的正确配码进行比较，一旦比对发现错误，则立刻对FPGA的Configuration SRAM阵列中的数据进行覆盖刷新。通过上述的“回读+刷新”操作，可以改善FPGA在恶劣环境中的适应性，大大提升FPGA的工作可靠性。

在使用上述加固措施前，需验证其功能的有效性，即在FPGA运行期间，向FPGA片内的Configuration SRAM阵列注入错误数据，同时观察FPGA的工作状态是否出错、“回读+刷新”电路是否能修正此错误，如果“回读+刷新”电路正确动作、检测出了SRAM中的错误数据并正确修复，则说明此加固电路是有效的。因此，需提供一种对FPGA片内的ConfigurationSRAM阵列进行故障注入的方法，以对“回读+刷新”电路进行验证。

发明内容

本发明通过提供FPGA配置存储器阵列的故障注入方法及装置，解决了如何对FPGA配置存储器阵列进行故障注入的技术问题。

一方面，本发明实施例提供如下技术方案：

一种FPGA配置存储器阵列的故障注入方法，包括：

获取设定的所述FPGA中的配码数据帧地址；

通过所述FPGA的JTAG接口回读所述配码数据帧地址对应的配码数据帧；

将所述配码数据帧中的至少一位取反；

通过所述JTAG接口将取反后的所述配码数据帧写入所述FPGA。

优选的，所述获取设定的所述FPGA中的配码数据帧地址，包括：

接收上位机发送的命令；

解析所述命令，获取所述配码数据帧地址。

优选的，所述通过所述FPGA的JTAG接口回读所述配码数据帧地址对应的配码数据帧，包括：

通过所述JTAG接口依次对所述FPGA进行：进入SHIFT-IR状态、写入CFG_IN指令、进入SHIFT-DR状态、写入CFG_OUT指令、进入SHIFT-IR状态、写入CFG_OUT指令、进入SHIFT-DR状态，以回读所述配码数据帧。

优选的，所述通过所述JTAG接口将取反后的所述配码数据帧写入所述FPGA，包括：

通过所述JTAG接口依次对所述FPGA进行：进入SHIFT-IR状态、写入CFG_IN指令、进入SHIFT-DR状态，以将取反后的所述配码数据帧写入所述FPGA。