[发明专利]一种针对抗辐照芯片的软错误注入和验证方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对抗辐照芯片的软错误注入和验证方法，属于抗辐照芯片的验证技术领域，特别适用于宇航等有抗辐照要求的芯片的软错误注入和验证。

背景技术

抗辐照芯片是航天电子产品的重要组成部分，由于太空中各种单粒子效应的影响，与地面芯片相比宇航级芯片对抗辐照有很高的要求，如果不能满足抗辐照指标，将会很容易在太空中发生单粒子翻转，导致存储的数据出现错误，会更航天器的正常工作产生很大影响，甚至使得航天器陷入瘫痪。

为满足航天电子芯片对抗辐照的要求，在芯片设计时通常用过时间或空间冗余等技术来构建具备一定抗单粒子翻转能力的芯片结构，通过这些冗余，保证当单个粒子注入时，会通过多路备份的互相比对来判定出正确的数据输出，从而提高整体抗单粒子翻转的能力。

针对这类芯片设计，需要在验证时对各种单粒子注入的情形进行模拟，以分析抗单粒子结构的设计的合理性，而传统的验证方式是通过测试用例来制造出对应的单粒子故障出现的情形，而构建方式需要对芯片底层结构有很深入的理解，花费大量的时间分析RTL代码，严重影响了常规验证的效率，尤其对于超大规模集成电路而言，验证的时间开销更大，增大了芯片开发周期，对于时间节点要求严格的航天产品，这种验证方式很难满足实际需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种针对抗辐照芯片的软错误注入和验证方法，该方法通过将错误注入模型与从网表中提取的寄存器列表来生成UCLI命令集，并将这些命令集与常规的验证平台并行运行，这种方法一方面不影响正常的验证流程从而节省了整个验证流程的时间使得传统验证平台开发与错误注入模型建立可以并行进行，另一方面，通过错误注入模型的参数设定灵活配置错误注入的方式从而减少了传统方法中分析代码单独设计测试用例的时间开销。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

本发明的一种针对抗辐照芯片的软错误注入和验证方法，包括如下步骤：

1)基于工艺库文件将芯片设计的RTL代码综合成门级网表，即根据芯片流片的工艺配置相应的工艺库文件，将RTL代码通过综合工具生成用于后端设计的门级网表；

2)基于工艺库所对应的数据手册得到该工艺库中的各种触发器的类型和对应的端口定义，从步骤1)得到的门级网表中提取这些触发器汇总成为触发器列表；

3)配置注入错误模型，是指以文本的方式指定故障注入的触发器的时间顺序和注入的故障打翻每个触发器持续的时间；其中，故障注入的触发器的时间顺序可以按照一个自定义的时间点依次注入，也可以随机选择注入故障的时间点；而注入的故障打翻触发器持续的时间可以参考所步骤1)中芯片流片的工艺下的实测数据；

4)根据步骤3)得到的注入错误模型和步骤2)得到的触发器列表生成相应的UCLI命令集，即根据步骤3)得到的注入错误模型来设定步骤2)得到的触发器列表中每个触发器打翻的次序和每次打翻所持续的时间，根据不同的触发器的端口定义将其中的数据输出端打翻，根据上述两方面的配置形成UCLI命令集，可供验证时直接执行；

5)根据芯片功能基于步骤1)得到的门级网表构建仿真验证平台，即基于步骤1)得到的门级网表，并根据芯片的具体功能，构建仿真验证平台，该平台支持UCLI命令集的运行，支持对仿真结果正确与否的判断，并能覆盖芯片的功能需求；

6)将步骤5)得到的仿真验证平台的执行与步骤4)得到的UCLI命令集运行并行进行，即在步骤5)设计的验证平台运行测试用例时加入步骤4)中产生的UCLI命令集，两者并行执行，从而使得在实际仿真过程中对单粒子翻转进行模拟；

7)根据步骤6)得到的运行结果分析芯片在错误注入下的运行情况，由于步骤5)中的验证平台支持对结果正确与否的判断，通过分析这些判断结果得到在单粒子故障注入时的实际运行结果。

步骤4)中的UCLI命令集通过对特定触发器的内容进行强制赋值来模拟软错误所造成的结果，并根据软错误的持续时间来设定解除这种强制赋值的具体时刻。

步骤5)中的仿真验证平台设计时不需要考虑软错误注入的情形，只需按照芯片的功能需求搭建验证环境。

本发明相比现有技术具有如下优点：

本发明采用将传统的验证平台与UCLI命令集并行执行的方式，不需要对验证平台进行二次开发，有利于芯片已有验证平台的复用，减少时间开销；

本发明采用将传统的验证平台与UCLI命令集并行执行的方式，将传统的验证工作与故障模型设定和验证分开，提升了整个验证平台的搭建速度；