[发明专利]一种面向宇航芯片的寄存器单粒子效应模拟仿真方法

摘要

一种面向宇航芯片的寄存器单粒子效应模拟仿真方法，通过构建参数化的寄存器故障仿真模型，将芯片网表中的正常寄存器仿真模型随机替换为寄存器故障仿真模型，替换的数量由空间环境设置的宇航芯片的错误翻转率和芯片中寄存器的总数决定，寄存器的错误发生时间在0到最大仿真时间中随机选择，通过仿真工具模拟仿真故障模块行为，进而验证芯片级寄存器容错策略的有效性。本发明无需分析代码，也无需单独设计测试用例，既可以对单粒子效应软错误进行仿真，也可对高能单粒子效应形成的硬错误进行仿真。本发明的方法可以支持宇航辐射加固研究，可以应用于单粒子效应故障容错设计的验证分析。

主权项

1.一种面向宇航芯片的寄存器单粒子效应模拟仿真方法，其特征在于，包括步骤如下：1)基于芯片实现方提供的工艺单元库文件，通过芯片综合工具将寄存器传输级设计进行综合，得到宇航芯片门级网表；2)根据工艺单元库文件的数据使用手册得到该工艺单元库文件下的所有寄存器种类及对应端口定义，查找步骤1)中得到的宇航芯片门级网表中使用到的寄存器类型；3)根据工艺单元库文件的数据使用手册中的所有寄存器种类，查找步骤1)得到的宇航芯片门级网表中所有使用到的寄存器数目M，形成寄存器列表，M为正整数；4)根据芯片的功能要求，构建测试验证环境以及测试验证激励，得到需要模拟仿真的总时间T；5)根据步骤2)中查找到的寄存器类型，对应构建参数化的寄存器故障仿真模型，寄存器故障仿真模型的端口定义与工艺单元库文件的数据使用手册中的寄存器类型端口定义一致，寄存器故障仿真模型中设置故障注入参数；6)根据空间环境的情况得到芯片的模拟仿真故障环境，芯片的模拟仿真故障环境是指设置寄存器单粒子软错误翻转率a和寄存器单粒子硬错误翻转率b；7)根据步骤6)得到的单粒子软错误翻转率a和步骤3)得到的寄存器数目M，将a和M相乘取整数部分作为寄存器单粒子软错误翻转的数目X，根据步骤6)得到的单粒子硬错误翻转率b和步骤3)得到的寄存器数目M，将b和M相乘取整数部分作为寄存器单粒子硬错误翻转的数目Y；8)将步骤1)生成的宇航芯片门级网表中的寄存器进行替换，得到替换后的宇航芯片门级网表；9)在模拟仿真工具中对步骤8)得到的替换后的宇航芯片门级网表和步骤5)得到的寄存器故障仿真模型进行编译，构建面向宇航芯片的寄存器单粒子效应仿真验证平台；10)在步骤9)形成的平台上运行步骤4)中的测试验证激励，分析宇航芯片在故障注入下的运行情况，通过分析宇航芯片功能是否正确得到在单粒子故障注入时的芯片实际运行结果是否受到故障影响。