[发明专利]一种用于SRAM型FPGA的快速可靠性评估方法

权利要求书

1.一种适用于SRAM型FPGA的快速可靠性评估方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)根据VHDL硬件语言的设计规则，确定模块划分准则，并将待处理的VHD源程序按照模块划分准则划分成L个模块；

(2)结合硬件设计工具ISE，对划分后的L个模块依次进行综合、映射、布局布线以及生成XDL文件操作；

(3)利用概率分析法对L个模块的XDL文件进行分析，粗算得到各模块的软错误率SER并将其添加到粗算集合C₁，即C₁＝{SER₁,SER₂,…,SER_L}，其中，SER_i表示粗算得到的第i个模块的软错误率；

(4)对粗算集合C₁采用最大类间方差算法OSTU选取阈值δ；若第i个模块的软错误率大于阈值δ，即SER_i≥δ，1≤i≤L，则认为该模块需进行软错误率SER的精确计算，将其添加到细算集合C₂中；

(5)对细算集合C₂中各模块分别采用蒙特卡洛法进行软错误率SER的精确计算，并将计算结果按照从大到小保存于防护集合S中；防护集合S用于指导可靠性优化。

2.如权利要求1所述的一种适用于SRAM型FPGA的快速可靠性评估方法，其特征在于：步骤(1)中所述的模块划分准则具体如下：

2.1)若该段VHDL代码为进程语句，则将其作为一个模块；

2.2)若该段VHDL代码为元件例化语句，则将其作为一个模块；

2.3)若该段VHDL代码为生成语句，则将其作为一个模块；

2.4)若该段VHDL代码为块语句，则将其作为一个模块；

2.5)若该段VHDL代码为函数语句，则将其作为一个模块；

2.6)若该段VHDL代码为过程语句，则将其作为一个模块。

3.如权利要求1所述的一种适用于SRAM型FPGA的快速可靠性评估方法，其特征在于：步骤(2)中对所述模块的具体操作处理如下：

3.1)读取模块的独立、可综合映射的VHD文件；

3.2)对该模块的VHD文件，依次调用ISE软件中的命令，综合过程使用XST命令，映射过程使用MAP命令，布局布线过程使用PAR和TRCE命令，XDL文件的生成过程使用XDL命令；

3.3)若还有未进行上述操作的模块，则返回步骤3.1)对未处理的模块进行处理；直至所述L个模块全部处理完毕。

4.如权利要求1所述的一种适用于SRAM型FPGA的快速可靠性评估方法，其特征在于：所述步骤(3)中的单个模块的具体粗算步骤如下：

4.1)通过模块的XDL文件获得模块中每个节点的节点错误概率NER_i，节点错误概率NER_i通过以下式<1>得到，

NER_i＝R_p×N_SRAM  <1>

其中，R_p为每个SRAM单元的原始错误率，通过查找具体的SRAM型FPGA芯片的单粒子实验手册获得；N_SRAM为节点位置对应的配置比特数目，每个节点位置对应的配置比特数目通过分析模块的XDL文件获取；

4.2)通过模块的XDL文件，获得模块中每个节点的故障传播概率EPP_i。

5.如权利要求1所述的一种适用于SRAM型FPGA的快速可靠性评估方法，其特征在于：所述步骤(4)的具体操作步骤如下：

5.1)对粗算集合C₁中所有模块的软错误率SER进行直方图计算并归一化处理，软错误率SER只取到小数点后两位，得到粗算集合C₁中模块的软错误率SER为0.01～1的概率；

5.2)令门限为t，将软错误率SER小于等于t的模块归为A类，软错误率SER大于t的模块归为B类，分别计算当门限t取0.01到1，步长为0.01时，A类和B类的出现概率P_A、P_B以及均值Avg_A和Avg_B；

5.3)A类和B类的类间方差σ由下面的式<2>计算得到；当类间方差σ取最大值时，其对应的门限t即为阈值δ；

σ(t)＝P_A×(Avg_A-T)+P_B×(Avg_B-T)  <2>

其中，T为所有模块总的软错误率SER均值，

5.4)将粗算集合C₁中软错误率SER大于阈值δ的模块添加到细算集合C₂中，则细算集合C₂中的所有模块为需要优先防护的目标。