[发明专利]微处理器单粒子翻转截面的测试方法

摘要

本发明针对现有微处理器单粒子翻转截面测试方法不能全面、准确地反映微处理器对单粒子翻转效应敏感程度的问题，提出一种微处理器单粒子翻转截面的测试方法，包括如下步骤：1.构建单粒子翻转测试系统；2.设计指令集遍历程序、内部存储器循环遍历程序和数据搬移程序；3.测试被测微处理器运行指令集遍历程序时的单粒子翻转截面C1；4.测试被测微处理器运行内部存储器循环遍历程序时的单粒子翻转截面C2；5.测试被测微处理器运行数据搬移程序时的单粒子翻转截面C3；6.计算被测微处理器整体的单粒子翻转截面C＝C1+C2+C3。本发明能够全面、准确地反映被测微处理器正常工作时对单粒子翻转效应的敏感程度，提高微处理器单粒子翻转效应测试的精确度。

主权项

1.微处理器单粒子翻转截面的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，构建单粒子翻转测试系统；单粒子翻转测试系统由控制器和存储器组成；被测微处理器连接控制器和存储器，被测微处理器中运行微处理器应用程序，读写存储器数据，并与控制器双向通信；控制器连接被测微处理器和存储器，与被测微处理器双向通信，读取存储器数据，检查其读取的数据，进行变量操作、逻辑判断和计算，统计单粒子翻转数量，并进行计时；存储器连接被测微处理器和控制器，被测微处理器和控制器可同时读存储器数据，被测微处理器还可以向存储器写数据；第二步，根据被测微处理器的特点，设计指令集遍历程序、内部存储器循环遍历程序和数据搬移程序三种微处理器应用程序，设被测微处理器具有M个外设部件，记为第1外设部件、第2外设部件、……、第i外设部件、……、第M‑1外设部件、第M外设部件，2≤i≤M‑1，i、M均为自然数；指令集遍历程序的原理是：微处理器的内核运行运算类指令，内核中因单粒子翻转效应产生的软错误会导致运算结果错误或不能完成运算，通过密集运行运算类指令并输出运算结果，检查输出结果是否正确就可以获取微处理器内核的软错误情况，进而计算单粒子翻转截面；指令集遍历程序的流程为：STEP111：被测微处理器向单粒子翻转测试系统的控制器输出指令集遍历程序未完成运行信号；STEP112：被测微处理器上运行被测微处理器的所有运算类指令，并将运算结果写入单粒子翻转测试系统的存储器中；STEP113：被测微处理器向单粒子翻转测试系统的控制器输出指令集遍历程序完成运行信号；内部存储器循环遍历程序的原理是：该程序循环输出微处理器内部存储器存储的所有数据，通过检查输出数据是否正确获取微处理器内部存储器的软错误情况，进而计算单粒子翻转截面；内部存储器循环遍历程序的流程为：STEP121：被测微处理器的内部存储器初始化为一种数据组合样式，即对被测微处理器的内部存储器写入一种数据组合样式；将被测微处理器的任意一个内部寄存器命名为A，将A作为存储循环次数N的存储单元，并置A的值为0，表示此时N＝0，被测微处理器向单粒子翻转测试系统的存储器输出N，设置最大循环次数；STEP122：被测微处理器的内部存储器存储的全部数据输出到单粒子翻转测试系统的存储器中，被测微处理器的内部存储器存储数据的地址与其输出到单粒子翻转测试系统的存储器中的地址一一对应；STEP123：操作A，使N的值增1，向单粒子翻转测试系统的存储器输出N，判断N是否达到最大循环次数，若未达到，则转STEP122；否则，结束内部存储器循环遍历程序；数据搬移程序的原理是：微处理器的外设部件主要进行数据的输入输出，外设部件因单粒子翻转效应产生的软错误会导致输入输出结果错误或不能完成输入输出，通过将大量数据在各外设部件进行密集的输入输出搬移，检查搬移后的最终数据是否发生变化，就可以获取微处理器各外设部件的软错误情况，进而计算单粒子翻转截面；数据搬移程序的流程为：STEP131：被测微处理器向单粒子翻转测试系统的控制器输出数据搬移程序未完成运行信号；将单粒子翻转测试系统的存储器内的一段存储空间MA初始化为一种数据组合样式；STEP132：被测微处理器将MA中的数据搬移到单粒子翻转测试系统的存储器内的另一段存储空间MB中，MA和MB没有交集；STEP133：被测微处理器向单粒子翻转测试系统的控制器输出数据搬移程序完成运行信号；第三步，测试被测微处理器运行指令集遍历程序时的单粒子翻转截面C1；第四步，测试被测微处理器运行内部存储器循环遍历程序时的单粒子翻转截面C2；第五步，测试被测微处理器运行数据搬移程序时的单粒子翻转截面C3；第六步，计算被测微处理器整体的单粒子翻转截面C＝C1+C2+C3。