SRAM型FPGA單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的故障注入系統(tǒng)研究的開(kāi)題報(bào)告

SRAM型FPGA單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的故障注入系統(tǒng)研究的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景隨著現(xiàn)代電子設(shè)備逐漸趨向于高集成化、高可靠性、低功耗等方面的要求，F(xiàn)PGA作為一種可編程邏輯器件，被廣泛應(yīng)用于諸如汽車電子、航空航天、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等各個(gè)領(lǐng)域。但是，隨著工藝尺寸的不斷縮小，F(xiàn)PGA面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的環(huán)境，例如電子束輻射、粒子重離子等帶來(lái)的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)（SEU）問(wèn)題，這種問(wèn)題可能導(dǎo)致FPGA出現(xiàn)故障，從而降低設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。因此，對(duì)于FPGA的SEU問(wèn)題進(jìn)行研究，針對(duì)其進(jìn)行故障注入并找出故障點(diǎn)，是FPGA設(shè)計(jì)與測(cè)試領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問(wèn)題。二、目的和意義本課題旨在研究SRAM型FPGA單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的故障注入系統(tǒng)，通過(guò)分析FPGA的工作特性、SEU現(xiàn)象及其影響，研究故障注入技術(shù)，并對(duì)FPGA進(jìn)行測(cè)試，以找出故障點(diǎn)。其目的在于：1.探究FPGA的SEU問(wèn)題，提高FPGA的可靠性和穩(wěn)定性。2.研究故障注入技術(shù)，提高FPGA的測(cè)試效率和測(cè)試可靠性。3.通過(guò)對(duì)FPGA進(jìn)行測(cè)試，找出FPGA的故障點(diǎn)，為FPGA設(shè)計(jì)和測(cè)試提供依據(jù)和技術(shù)支持。三、主要內(nèi)容和研究方法1.FPGA硬件設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)FPGA硬件電路，包括SRAM存儲(chǔ)電路、時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)、通用邏輯元件等。2.FPGA工作特性研究：研究FPGA的工作特性，比如時(shí)序特性、功耗、電磁波輻射等。3.FPGA單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)研究：研究SRAM型FPGA在外部輻射條件下的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)（SEU）現(xiàn)象，比如敏感字節(jié)、敏感序列等。4.故障注入技術(shù)研究：研究故障注入技術(shù)，包括隨機(jī)注入和局部注入，比如電壓脈沖、電磁波注入等方式。5.測(cè)試研究：通過(guò)故障注入技術(shù)，對(duì)FPGA進(jìn)行測(cè)試，并找出FPGA的故障點(diǎn)。四、研究預(yù)期結(jié)果通過(guò)本研究，預(yù)期可以獲得以下幾點(diǎn)結(jié)果：1.分析FPGA的工作特性和SEU現(xiàn)象，提出適合FPGA的故障注入技術(shù)。2.設(shè)計(jì)故障注入系統(tǒng)，并在FPGA上進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。3.找出FPGA的故障點(diǎn)，并提出相應(yīng)的解決方案。4.為FPGA設(shè)計(jì)和測(cè)試提供技術(shù)支持，并提高其可靠性和穩(wěn)定性。五、參考文獻(xiàn)1.LuZhang,WeizhengWang,HuazhongYang,WenlongLu,“FaultinjectionandanalysisonSRAM-basedFPGAforsingleeventupsets”,MicroelectronicsReliability,2015.2.XuehuaYang,QianHuang,SongHou,“AfaultinjectionsystembasedonISEforSRAM-basedFPGA”,InformationScienceandEngineering(ICISE),2010.3.ZhigangLiang,QuanweiLi,JunTang,HongweiLi,LiLi,“FPGAfaultinjectiontestingoftheSEUerrorsbasedonthetransmissionlinepulsetest”,IEEETransactionsonNuclearScience,2011.4.Q.Xu,M.Xu,andY.Shi,“Anoveltechniquefornon-intrusivefaultinjectiononFPGA-basedsystems”,in2010IEEE9thInternationalConferenceonTrust,SecurityandPrivacyinComputingandCommunications,2010.5.Q.Huang,X.Zhang,Y.Cai,Y.Tian,andF.C.Tseng,“VirtualtestingenvironmentforFPGA-basedsystems”,in2014IEEE