[发明专利]基于层次划分的电路故障实时诊断与自修复方法

说明书

本发明公开了基于层次划分的电路故障实时诊断与自修复方法，包括如下具体步骤：Step1：将电路系统按照功能进行模块划分并依据调用关系分层，利用故障树分析方法赋予各个模块不同的影响因子；Step2：选取Step1中需要监控与修复的模块获得电路相应CGP编码，模拟单粒子翻转效应对CGP编码进行故障注入获得大量故障样本数据，利用获得故障样本数据离线训练神经网络；Step3：当故障发生时结合Step2发送来的故障模块编号与Step1中不同模块编号对应的影响因子来决定故障模块的修复顺序，并利用补偿机制保证修复期间系统的正常运行。该方法解决了限制故障智能检测发展的数据集问题，同时提供一种基于电路故障模块影响度的修复方法。

技术领域

本发明属于集成电路领域，具体说是一种基于层次划分的电路故障实时诊断与自修复方法。

背景技术

互联网技术的快速发展使得作为载体的电路系统越来越复杂并被应用于各种环境中。在一些人类无法企及需要借助机器来达到探索与研究目的的极端环境，如航空航天领域，集成电路受到电磁辐射影响极易发生单粒子翻转(SEU)故障导致巨大的经济损失。这要求电路系统必须具有高稳定性与高可靠性。传统集成电路直接由人工来设计实现，一般不具有故障检测功能，而设计得到的电路结构固定很难更改自身电路结构以应对多变的外部环境造成的各种故障，上述问题使得在电路发生故障时无法及时恢复正常运行导致系统瘫痪。为了克服传统电路设计方式暴露出的各种问题，同时提高系统在面对各种故障解决能力，提高系统的稳定性与可靠性，迫切需要一种能够实现故障检测与修复的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于层次划分的电路故障实时诊断与自修复方法，该方法解决了限制故障智能检测发展的数据集问题，同时提供一种基于电路故障模块影响度的修复方法，为提高系统可靠性提供了一种电路故障实时智能检测并实时快速修复的方案。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：基于层次划分的电路故障实时诊断与自修复方法，包括如下具体步骤：

Step1：将需要实现的电路系统按照功能进行模块划分并依据调用关系分层，利用故障树分析方法赋予各个模块不同的影响因子；

Step2：选取Step1中需要监控与修复的模块获得电路相应CGP编码，模拟单粒子翻转效应对CGP编码进行故障注入获得大量故障样本数据，利用获得故障样本数据离线训练神经网络，并不断提高分类精度；将训练后的神经网络与需要监控的电路下载到电路板上实现故障检测；

Step3：当故障发生时结合Step2发送来的故障模块编号与Step1中不同模块编号对应的影响因子来决定故障模块的修复顺序，并利用补偿机制保证修复期间系统的正常运行。

进一步的，针对上述步骤Step1进行详细描述如下：

Step1.1:在电路系统设计时将系统按照功能进行模块划分并将模块进行编号，利用模块间的调用关系对模块进行分层；

Step1.2：按照故障树分析方法为Step1.1中分层模块赋予影响因子DegreeK(k＝{1…n})，K值越大标志该模块故障对系统影响越大；

Step1.3：将获得的模块影响因子DegreeK配置到电路板中。

进一步的，针对上述步骤Step2进行详细描述如下：

Step2.1:获取Step1.1需要监控与修复的模块电路对应的CGP编码，对CGP编码模拟单粒子翻转效应进行故障注入并标记故障发生位置；

Step2.2：将Step2.1获得的故障CGP编码电路配置到电路板中，输入一条数据获得对应故障电路的真实输出，结合Step2.1中故障发生位置，得到一条故障样本数据，重复本步骤获得该故障CGP编码电路对应的故障数据；