[发明专利]针对HDL系统进行仿真故障注入获取模块间耦合度的方法

说明书

本发明公开了一种针对HDL系统进行仿真故障注入获取模块间耦合度的方法，所述方法包括：对目标系统进行模块划分，并添加特定模块；根据故障注入需求，生成系统仿真故障注入测试激励文件；生成系统仿真故障注入ModelSim的.do文件进行仿真，.do文件运行时调用测试激励文件，对系统进行故障注入，同时记录仿真的结果到.list文件；分析ModelSim仿真软件的输出.list文件，获得对模块总的故障注入数Cnt_in_ij和模块输出错误数Cnt_out_ij，计算模块间的耦合度。

技术领域

本发明涉及太空环境中的数据安全领域，具体涉及一种针对HDL(硬件描述语言：Hardware Description Language)系统进行仿真故障注入获取模块间耦合度方法，该方法可以把任何由HDL语言描述的系统进行模块间耦合度计算。对系统进行单粒子软错误传播建模，对模块间的耦合度计算必不可少。利用该方法形成的软件可以作为单粒子软错误传播分析软件的自动化建模插件。

背景技术

随着CMOS工艺尺寸的缩小，工作在空间环境的集成电路受单粒子错误带来的失效问题影响愈来愈严重。未来数据中继卫星、宽带通讯卫星、遥感卫星、无线电侦察卫星、导航卫星、预警卫星等都需要性能强大的星载处理平台(OPP，On-board ProcessingPlatforms)以确保太空支援能力，这些星载处理平台主要由FPGA、DSP、ADC、DAC等芯片为主要元器件搭建。而这些大规模集成电路器件，尤其是SRAM-FPGA极易受空间单粒子效应的影响。空间单粒子效应的存在严重威胁着航天器的可靠性和工作寿命。

空间电子系统的抗辐射能力评估，具有非常重要的意义。一般的试验方法是重离子试验，这种试验方法耗时长、费用高，试验实施不便捷，而且对象都是已经完成设计流片的电路系统，即使因设计不合理或其他原因系统的单粒子敏感性过高，也难以再设计。因此设计者期望在系统设计阶段就开始对系统进行评估找出系统辐射薄弱点进行针对性的加固。单粒子软错误导致的系统功能失效表现为系统对外的输出并未实现系统正常的功能，可以理解为一种输出错误。可以为空间电子系统进行单粒子软错误多层次传播建模，模型建立需要经过系统模块划分、系统参数化、参数获取、模型演化分析，最终获得整个系统的功能失效率以及单粒子软错误薄弱模块和敏感路径。传播过程中一个重要的参数就是耦合度，它表征模块间错误传播的概率，耦合度w_ij表征模块i输出错误导致模块j输出错误的概率。模块间耦合度的计算是系统“单粒子软错误传播建模”中系统参数化描述后，需要重点获取的参数。

但是，空间电子系统单粒子软错误传播建模过程中模型参数化获取难度大，耦合度信息难以确定。

空间应用的电子系统一般都以HDL语言进行描述，尤其是常用SRAM-FPGA；空间应用电子系统在设计阶段一般采用HDL(Verilog或 VHDL)语言描述，HDL语言定义了系统模块的功能和信号时序逻辑连接关系。

ModelSim是业界最优秀的HDL语言仿真软件，编译速度快，编译的代码与平台无关。但是，目前，尚没有人采用该软件尝试进行模块间耦合度的获取。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题以及空间电子系统单粒子软错误传播建模过程中模型参数化获取难问题，本发明提供了一种针对HDL(硬件描述语言)描述的系统进行仿真故障注入获取模块间耦合度方法。现有技术中不存在类似方法，利用该方法可以通过对HDL系统进行故障注入分析系统模块间的耦合度。本发明故障注入的结果通过ModelSim软件进行对HDL 系统进行仿真故障注入获得。

具体而言，本发明提供一种针对HDL系统进行仿真故障注入获取模块间耦合度的方法，其特征在于，所述获取模块间耦合度的方法包括：根据目标HDL系统的顶层文件，并利用该顶层文件进行模块划分和故障注入以获取模块间耦合度。

在一种优选实现方式中，所述方法包括如下步骤：