[发明专利]基于多环形振荡器FPGA配置电路鲁棒性检测方法

权利要求书

1.一种基于多环形振荡器FPGA配置电路鲁棒性检测方法，其特征是，多环形振荡器RO单元是一种由两个FPGA查找表LUT基本单元分别配置成的反相器和与门组成的可控震荡逻辑结构，在运行时，环形振荡器上信号不停翻转，产生较高频率的震荡信号，通过FPGA的共用电源网络对FPGA上已配置电路产生影响，对FPGA进行多区域划分，将待测电路先配置在FPGA的某一区域，再将不同数量的RO单元配置在其它区域；在不同数目RO单元开启的情况下，对待测电路的重要信号的延时数据以及电路的输出结果进行采集，通过对数据和输出结果的分析，实现FPGA配置电路鲁棒性的检测，具体步骤细化如下：

步骤1：对现场可编程门阵列FPGA进行区域划分：依照待测电路大小对FPGA的可配置区域进行多区域划分；

步骤2：配置待测电路：将待测电路配置于FPGA的特定区域中，并监测重要信号和该电路的输出结果；

步骤3：配置环形振荡器RO单元：FPGA的电源供电能力与其可配置资源总量成正相关，所以根据可配置资源总量生成一定比例的RO单元，RO单元由多输入查找表LUT生成，所有的RO单元由同一个信号控制开启和关断；

步骤4：配置FPGA电源监测模块：使用监测模块对FPGA电源产生的电压和电流进行监测，从而判断RO单元开启前后的电源的输出电流和电压变化；

步骤5：开启FPGA上的RO单元：通过控制信号将RO单元激活，RO震荡，若待测电路中重要信号的值在所有时钟周期内正常翻转且该电路输出结果正常，则增加RO数量并重复步骤4，直至电路内部信号和输出结果异常；

步骤6：获得特定区域内的电流限值：采集待测电路重要信号翻转异常或输出结果错误时所开启RO单元的数目，并采集开启过程中电源的电压电流波动数据；

步骤7：分析FPGA各个区域内待测电路异常工作时的RO单元数目以及电源的电流电压波动值，完成对FPGA待测电路的鲁棒性检测。

2.如权利要求1所述的基于多环形振荡器FPGA配置电路鲁棒性检测方法，其特征是，RO单元逻辑结构由一个反相逻辑LUT和一个与逻辑LUT组成，反相逻辑LUT的输入信号为高电平时输出信号为低电平，输入信号为低电平时输出信号为高电平，与逻辑LUT在两个输入同时为高电平时输出才为高电平，其它输入状态下输出都为低电平；该RO单元内，反相逻辑LUT的输入端和与逻辑LUT的输出端相连，反相逻辑LUT的输出端和与逻辑LUT的单个输入端相连；在与逻辑LUT的另一输入端为低电平的情况下，与逻辑LUT的输出为低电平，则反相逻辑LUT的输出端为高电平，该信号传递到与逻辑LUT的输入端不改变与逻辑LUT的输出状态，所有信号都保持在相对稳定的状态；在与逻辑LUT的另一输入端为高电平的情况下，与逻辑LUT输出为高电平，则反相逻辑LUT输出为低电平，这使得与逻辑LUT输出为低电平，反相逻辑LUT输出变为高电平，循环往复，从而使得环路的所有信号不停在高低电平间转换，实现震荡，产生电流消耗。