[发明专利]一种基于掩码文件的FPGA精确故障注入系统

摘要

一种基于掩码文件的FPGA精确故障注入系统及方法，包括掩码文件产生模块、故障注入过程控制模块和精确故障注入模块三个模块。掩码文件产生模块根据FPGA片上可编程资源与配置码流之间的映射关系生成掩码文件，并将掩码文件提供给故障注入过程控制模块；故障注入过程控制模块对接收到的掩码文件按数据帧为单位进行分析处理，再将掩码数据帧提供给精确故障注入模块；精确故障注入模块根据接收到的掩码数据帧，生成包括故障信息的单帧码流并注入FPGA中，故障注入过程控制模块采集故障注入结果并上传给上位机。本发明根据FPGA片上可编程资源进行精确注入，可以显著提高评估FPGA单粒子效应所需效率，有更强的针对性，从而有利于FPGA抗辐射加固技术的研究。

主权项

一种基于掩码文件的FPGA精确故障注入系统，其特征在于包括：掩码文件产生模块、故障注入过程控制模块和精确故障注入模块；掩码文件产生模块根据FPGA片上可编程资源与配置码流之间的映射关系生成掩码文件，并将掩码文件提供给故障注入过程控制模块，故障注入过程控制模块对接收到的掩码文件按数据帧为单位进行分析处理，再将掩码数据帧提供给精确故障注入模块；精确故障注入模块根据接收到的掩码数据帧，生成包括故障信息的单帧码流并注入FPGA中，故障注入过程控制模块采集故障注入结果并上传给上位机；所述掩码文件是与FPGA故障注入所需的配置码流文件等长的二进制文件，整个文件由1、0组成；掩码文件的每一位与配置码流文件的每一位一一对应，掩码文件中的一位的值表征了配置码流文件的该位是否需要进行注入；掩码中一位的值为1，表示配置码流该位需要进行故障注入；反之，表示配置码流该位不需要进行故障注入；所述故障注入过程控制模块包括掩码文件分析模块、故障注入使能模块、故障注入终止模块和故障注入结果采集模块；掩码文件分析模块接收输入的掩码文件，每次读入一帧掩码，通过对该帧掩码进行分析，如果该帧掩码全为0，则表明该帧配置码流数据不需要进行故障注入，继续读取下一帧掩码文件进行分析；如果该帧掩码不全为0，表明该帧数据需要进行故障注入，则使能故障注入使能模块，将该帧掩码发送给精确故障注入模块；如果全部掩码文件均已分析完毕，则使能故障注入终止模块；故障注入结果采集模块采集精确故障注入模块返回的故障注入结果信息，当故障注入终止模块使能之后，故障注入结果采集模块将采集到的故障注入结果信息上传给上位机。