[发明专利]一种快速低开销全自动数字集成电路单粒子故障注入系统

说明书

本发明公开了一种快速低开销全自动数字集成电路单粒子故障注入系统，包括人机操作界面、故障注入器，其中故障注入器包括：故障电路网表代码生成模块、功能向量和故障随机信号产生模块、仿真统计和计算输出模块。本发明实现了单粒子故障注入的全自动进行，同时对过程文件进行了实时处理，避免了存储量过大造成的内存爆炸对仿真性能造成影响，降低了用于仿真的计算器的开销。

技术领域

本发明涉及一种快速低开销全自动数字集成电路单粒子故障注入系统，属于半导体集成电路抗空间单粒子效应能力验证技术领域。

背景技术

复杂的空间环境中包含了大量的粒子(电子、中子、质子和重离子)和射线。这些辐射粒子会引起半导体器件发生单粒子效应，使半导体器件状态发生扰动或永久性失效。数字集成电路在应用于航天设备之前，需要在地面上评估数字集成电路内部单元和节点的抗单粒子性能，地面上通常依靠重离子加速器来模拟单粒子试验。近年来由于进行辐射试验的加速器机时减小，成本增高，数字集成电路的抗单粒子性能的验证变得更加困难，已经对航天用关键器件的研制造成一定程度的影响。由于单粒子故障注入技术能够有效的评估数字集成电路的单粒子敏感性，越来越受到人们的重视。现如今单粒子故障注入实施方案主要分为硬件注入和仿真实现两方面，由于电路封装和集成度的限制，硬件故障注入的覆盖率不足并且会对电路本身产生不可预估的损害，而基于仿真实现的单粒子故障注入方法由于其快捷、成本低，可以在电路设计的整个过程中评估单粒子性能等优势成为了单粒子故障注入研究的热点。

现有的基于仿真的数字集成电路单粒子故障注入方法存在以下两个不足：一方面是系统的智能性不够，在单粒子故障注入试验的过程中需要试验者手动的进行很多操作，严重的影响了试验进程。例如：不能够自动生成含有故障接口的目标电路网表、与商用仿真软件的通用性不好、与实际空间辐照情况连接程度不高，不能自动实现单粒子故障注入；另一方面由于数字集成电路的规模通常会很大，一款普通的ASIC电路至少会有一百万个电路节点，有时甚至需要对所有的电路节点都完成故障注入，因而对进行单粒子故障注入试验的计算机性能的要求苛刻。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种快速低开销全自动数字集成电路单粒子故障注入系统，实现了全自动的单粒子故障注入，降低了对大规模数字集成电路进行单粒子故障注入试验的计算机性能的要求。

本发明的技术解决方案是：一种快速低开销全自动数字集成电路单粒子故障注入系统，包括人机操作界面、故障电路网表代码生成模块、功能向量和故障信号随机产生模块、仿真统计和计算输出模块；

人机操作界面：接收用户输入的目标电路网表文件以及参数设置信息，并输出给故障注入器；显示故障注入器返回的实时信息；

故障电路网表代码生成模块：接收来自人机操作界面的目标电路网表文件，进行Verilog门级网表词法分析，生成带有N个故障注入端口的故障电路网表文件，输出给仿真统计和计算输出模块；

功能向量和故障信号随机产生模块：对每种工作模式下的测试向量文件进行故障注入的相关配置，生成带有故障注入信息的测试向量文件以及用于仿真的宏文件，输出给仿真统计和计算输出模块；

仿真统计和计算输出模块：根据故障电路网表文件、带有故障注入信息的测试向量文件以及仿真软件自动执行的宏文件，对目标电路进行故障注入仿真，并对每次故障注入仿真前后的电路运行结果进行对比，根据故障类型库把每次的对比结果进行分类与汇总统计，并将对比结果和分类与汇总统计结果返回给人机操作界面。

所述故障电路网表代码生成模块生成带有N个故障注入端口的故障电路网表文件的实现方法如下：

(2.1)将来自人机操作界面的目标电路网表文件，转化成基于库单元的门级电路网表文件；

(2.2)在基于库单元的门级电路网表文件的模块声明部分，定义故障注入端口；