SRAM型FPGA單粒子效應故障注入測試方法關鍵技術研究.pdf

1、SRAM型FPGA憑借其高性能、可重復配置等優(yōu)勢越來越多地應用于空間儀器的設計和應用中。然而由于其對單粒子效應天然的敏感性，應用前對其進行防護加固設計是十分必要的。對于不同的防護加固設計，需要對其性能進行科學準確的測試，為設計人員提供參考。目前主流的，也是業(yè)界比較認可的測試方法是通過高能粒子輻照進行測試。但是目前國內(nèi)加速器條件相對比較欠缺，且加速器建設周期長，成本高。加之其高能粒子輻照實驗存在一些不可回避的不足，研究其替代測試方法勢在必

2、行。單粒子效應故障注入作為一種新興的測試手段，以其快速、靈活、廉價等優(yōu)點，在可以預見的將來，必將成為單粒子效應測試的重要手段。
　　由此引出了本文研究的基本問題——如何通過故障注入對SRAM型FPGA的防護加固設計進行性能測試。為此，論文重點研究了SRAM型FPGA單粒子效應故障注入測試方法中面臨的三個關鍵技術問題：
　?。?）故障注入模型問題。SRAM型FPGA單粒子故障注入模型是故障注入的輸入條件，模型的準確性決定了測試

3、結果有效性，同時模型還要兼顧現(xiàn)有技術條件下的故障注入的可實施性。建立故障注入器可以直接讀取的準確的故障注入模型，是故障注入測試中的第一個關鍵技術問題。
　　（2）基于故障注入測試的單粒子效應防護性能測試與評價方法問題。故障注入測試方法與傳統(tǒng)的高能粒子輻照測試在機理上有著本質的不同，在故障注入條件下獲得的測試結果與高能粒子輻照測試結果有怎樣的對應關系，如何通過故障注入的測試結果評價防護加固設計的性能，是故障注入測試中的第二個關鍵技術

4、問題。
　?。?）故障注入測試過程中的時間爆炸問題。在時空遍歷的條件下，故障注入測試需要大量的時間開銷，如何在不降低測試準確性的前提下提高測試效率，是本文的第三個關鍵技術問題。
　　為解決上述關鍵技術問題，本文提出了一種故障注入模型描述方法，提出了通過故障注入對SRAM型FPGA防護加固設計進行測試的方法，提出了一種提高故障注入測試效率的思路，設計并實現(xiàn)了SRAM型FPGA單粒子故障注入測試系統(tǒng)，應用該系統(tǒng)對某測試用例進行了