[发明专利]SRAM型FPGA单粒子效应试验系统及方法

摘要

SRAM型FPGA单粒子效应试验系统及方法包括：单片机处理器、RS232接口电路、USB接口电路、测试FPGA以及存储单元，可以用于SRAM型FPGA的配置存储器和BRAM的故障注入试验，实现SRAM型FPGA的单粒子功能中断检测、单粒子锁定检测和单粒子翻转检测，包括配置存储区、BRAM和触发器的单粒子翻转检测。本发明具有操作简单、检测全面、准确度高、实时性好、通用性强的优点。

主权项

SRAM型FPGA单粒子效应试验系统，其特征包括：单片机处理器、测试FPGA、存储单元、RS232接口及USB接口，其中：单片机处理器：接收外部传来的配置数据和控制命令，并将所述配置数据和命令送至测试FPGA；根据外部控制命令，设置测试FPGA为配置操作状态、刷新操作状态、故障注入状态、单粒子翻转与功能中断检测操作状态和触发器翻转检测操作状态；从测试FPGA接收控制命令反馈信号和检测结果，并向外部输出；测试FPGA：根据单片机处理器传来的命令对存储单元进行初始化，接收单片机处理器传来的配置数据，并存至存储单元；根据单片机处理器传来的命令进入相应的操作状态，所述操作状态包括配置操作状态、刷新操作状态、故障注入状态、单粒子翻转与功能中断检测操作状态和触发器翻转检测操作状态；当配置操作状态时，测试FPGA从存储单元中读出配置数据，对被测FPGA的进行配置操作，并向单片机处理器反馈配置操作结果；刷新操作状态时，对被测FPGA的进行配置操作，并向单片机处理器反馈配置操作结果；故障注入状态时，测试FPGA收到单片机处理器的故障注入操作命令后，经由USB接口从上位机接收故障数据信息，通过被测FPGA的串行配置口对被测FPGA进行部分重配，在指定位置的配置位写入故障数据；所述部分重配是只针对FPGA配置文件的片断进行修改，从而完成对被测FPGA进行故障注入；单粒子翻转与功能中断检测操作状态时，从被测FPGA回读当前的配置数据，通过与原始配置数据的比较进行单粒子翻转检测，通过读写被测FPGA配置地址寄存器和检测DONE管脚进行单粒子功能中断检测，当确认FPGA没有发生功能中断后，依次向被测FPGA发送同步命令和配置数据回读命令，并检测被测FPGA的BUSY引脚，当BUSY引脚无效时，将回读的配置数据的有效位与存储器存储的原始配置数据的相应位进行实时比对，统计翻转总数，并将统计结果发送至单片机处理器；触发器翻转检测操作状态时，测试FPGA首先刷新被测FPGA的配置数据，确保被测FPGA用户逻辑链路连通，然后读出被测FPGA的用户触发器值，与所赋初值进行比较，统计翻转总数，并将统计结果发送至单片机处理器；存储单元：用于存储外部传来的配置数据；RS232接口：完成上位机向单片机处理器发送控制命令，并从单片机接收控制命令反馈或检测结果；USB接口：完成上位机向测试FPGA发送被测FPGA原始配置数据。