[发明专利]一种针对FPGA的细粒度自修复电路和方法

权利要求书

1.一种针对FPGA的细粒度自修复方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）通过自修复电路对功能电路的位流信息进行分析，判断电路单元是否存在故障；

（2）电路单元故障定位；

（3）电路单元故障的细粒度修复；

步骤（1）中，故障判断具体包括以下步骤：

（1.1）将配置测试文件下载到功能电路中，然后利用自修复电路的回读功能，将下载的配置位流从功能电路中回读；

（1.2）将原配置位流和回读的配置位流进行分析和比较，判断配置SRAM是否存在故障；

（1.3）回读配置位流后，对功能电路施加测试激励，然后利用自修复电路的回读功能将测试响应的位流从功能电路中回读；

（1.4）将回读的测试响应位流和理论上正确的测试响应位流进行分析比较，判断功能电路是否存在故障；

（1.5）通过施加不同的测试激励，测试所有可能的故障类型并得到相应的故障信息；

步骤（2）中，定位方法为：建立一个回读位流文件中的信息与功能电路中所使用的资源相对应的数据库，确定所有可编程物理资源的配置信息与回读位流中的位置之间的对应关系，通过分析回读的位流信息对故障单元进行定位；

步骤（3）中，细粒度修复方法为：通过分析配置位流文件后进行故障路径追踪，从故障点出发，对和故障点有连接关系的连线和逻辑单元进行追踪并得到这些连线、可编程开关、逻辑单元的详细信息，重新寻找一条新的无故障路径以绕过故障单元，然后修改配置位流文件并对FPGA进行重新配置，实现对功能电路故障的细粒度修复，具体为：

（3.1）对于功能电路互联线故障修复的方案为：

通过故障路径追踪技术，从故障点出发，对和故障点有连接关系的连线和逻辑单元进行追踪，找出与故障点相连接的逻辑资源并计算故障路径的延迟，寻找一条与之前路径延迟相似的新的路径，然后修改配置位流文件，实现对功能电路互联线故障的自修复；

（3.2）对于逻辑单元级的自修复以互联线的修复为基础，其方案为：

为了修复逻辑单元故障，使用故障逻辑转移的方法，利用无故障的空闲CLB实现故障CLB的功能，然后通过功能电路互联线故障修复中的方案，将原来的连接关系看作故障路径而寻找新的路径，将原来故障CLB的连接关系映射到空闲CLB上，最后，按照新的路径修改配置位流文件，实现对功能电路逻辑单元故障的修复；

（3.3）对于基本器件的修复方案为：

当一个CLB内的GLUT发生故障，进行修复时可以直接使用FLUT，其中FLUT已被检测为正常，且处于备用状态，通过修改位流文件改变CLB内可编程开关PIP的连接关系即可完成修复；

最后，将修改后的配置位流文件下载到功能电路中完成故障的修复。

2.一种针对FPGA的细粒度自修复电路，其特征在于：包括FPGA中的自修复电路、用户的功能电路以及将二者相连接的接口电路；

自修复电路包括配置控制模块、下载模块、检测模块和修复模块；配置控制模块用于配置测试文件的控制，下载模块用于配置测试文件的下载，检测模块用于故障的检测和定位，修复模块用于故障的修复；配置测试文件为对FPGA进行测试所需的配置信息；

功能电路为用户设计的电路；通过自修复电路对功能电路的位流信息进行分析实现故障检测、定位和修复；

所述针对FPGA的细粒度自修复电路用于执行如权利要求1所述的针对FPGA的细粒度自修复方法。