航空领域SRAM FPGA单粒子翻转故障注入的分区测试策略

本文主要探讨的是"基于分区测试的翻转故障注入方法研究"，针对航空器中SRAM型FPGA的单粒子翻转效应这一关键问题展开。随着航空电子设备性能需求的提升，SRAM型FPGA因其灵活性和高处理能力在航空领域得到广泛应用。然而，这些设备在大气带电粒子辐射环境下易受到单粒子翻转效应的影响，导致数据错误，这对航空设备的可靠性构成威胁。 当前，国际上对FPGA的单粒子翻转故障注入测试已有不少研究。国外学者如YOSHIHIROI等采用基于帧的局部可重构方法，提高了测试速度，而ELYASAG等则设计了故障注入框架，评估设计的可靠性。在国内，尽管起步较晚，但研究也在逐步推进，如宋凝芳团队的逐位翻转方法和朱明达团队的定位故障注入，虽然各有特色，但都存在一定的局限性，如逐位翻转耗时长，定位故障注入缺乏对功能危害性的评估。 本文创新性地提出了基于分区测试的翻转故障注入方法。这种方法首先利用FPGA配置帧的结构特点，将其划分为多个区域，结合Xilinx Virtex等特定FPGA架构的动态重配置特性。通过对每个区域进行独立的翻转测试，研究人员可以更精确地分析和定位哪些部分最易受到单粒子翻转的影响，从而提高测试的准确性和效率。 故障注入测试系统的实现基于动态重配置技术，这意味着测试过程可以根据需要在不同的区域执行，降低了整体的测试时间，并能提供更深入的故障模式和影响分析。这种方法有助于提前发现并修复潜在的单粒子翻转问题，确保航空电子设备在极端环境下的稳健运行。 总结来说，本文的研究对于提升航空领域FPGA的单粒子翻转故障检测能力具有重要意义，不仅提高了测试精度，还优化了测试流程，为保障航空电子设备的可靠性和安全性提供了有力的技术支持。