基于FPGA的故障注入技術(shù)的研究.pdf

1、近年來(lái)，F(xiàn)PGA呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的態(tài)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于航天、航空、金融等國(guó)防、民生領(lǐng)域。然而由于自身構(gòu)造的原因，使其極容易在各種復(fù)雜的環(huán)境中發(fā)生故障，因此這些領(lǐng)域的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)都會(huì)配有相應(yīng)的容錯(cuò)系統(tǒng)。而為了驗(yàn)證這些系統(tǒng)的可靠性與容錯(cuò)性，則需要專(zhuān)門(mén)的故障注入工具進(jìn)行精確而實(shí)時(shí)的在線注入。這便是本文研究的重點(diǎn)。
　　本文針對(duì)當(dāng)前主流的SRAM型FPGA進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，指出了其容易發(fā)生的單粒子翻轉(zhuǎn)軟錯(cuò)誤與單粒子閂鎖的硬錯(cuò)誤。將FPGA系統(tǒng)劃分

2、為已知源碼的白盒目標(biāo)系統(tǒng)與未知源碼的黑盒目標(biāo)系統(tǒng)。針對(duì)前者，通過(guò)分析當(dāng)前主流的代碼修改技術(shù)，決定采用支持突變技術(shù)的分支語(yǔ)句修改策略，借助硬件描述語(yǔ)言，將故障從門(mén)級(jí)傳播到I/O管腳。針對(duì)黑盒目標(biāo)系統(tǒng)，先簡(jiǎn)要分析了傳統(tǒng)硬件及各種總線故障注入的優(yōu)缺點(diǎn)，然后針對(duì)1553B總線，介紹了其總線的特性，并基于這些特性提出了接口模擬的故障注入方案，主要包括硬件接口與協(xié)議接口，利用FPGA在總線傳播過(guò)程中引入故障。本文依據(jù)這兩種技術(shù)，均開(kāi)發(fā)了一套故障注入