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基于错误传播分析的SDC脆弱指令识别方法 被引量:1
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作者 马骏驰 汪芸 +3 位作者 蔡震波 张庆祥 王颖 胡诚 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1943-1952,共10页
单粒子软错误是高辐照空间环境下影响计算可靠性的主要因素.随着芯片晶体管数的快速增长,单粒子软错误的威胁日益严重.结果错误(silent data corruption,SDC)是单粒子软错误造成的一种故障类型.由于SDC是隐蔽传播的,SDC的检测是单粒子... 单粒子软错误是高辐照空间环境下影响计算可靠性的主要因素.随着芯片晶体管数的快速增长,单粒子软错误的威胁日益严重.结果错误(silent data corruption,SDC)是单粒子软错误造成的一种故障类型.由于SDC是隐蔽传播的,SDC的检测是单粒子软错误防护的难点.寻找SDC脆弱指令是目前检测SDC的重要途径.现有方法需要进行巨量的错误注入,时间代价巨大.首先根据数据关联图建立了指令的数据依赖关系,研究了函数间和函数内部错误传播过程;进而推导出判定SDC脆弱指令的充分条件,提出了SDC脆弱指令识别方法,该方法在错误注入中依据充分条件推测潜在的SDC脆弱指令.实验表明,在保证较高准确率和覆盖率的前提下,时间代价显著减少. 展开更多
关键词 粒子翻转 粒子错误 SDC脆弱指令 错误注入 错误传播
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基于130nm工艺嵌入式SRAM单粒子软错误加固技术研究 被引量:2
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作者 张健 赖晓玲 +2 位作者 周国昌 巨艇 王轩 《空间电子技术》 2020年第5期63-70,共8页
在空间环境中,嵌入式SRAM易受高能粒子的作用发生单粒子软错误,针对这一现象,文章研究了深亚微米工艺下嵌入式SRAM的单粒子软错误加固技术,提出了版图级、电路级与系统级加固技术相结合的SRAM加固方法以实现减小硬件开销、提高抗单粒子... 在空间环境中,嵌入式SRAM易受高能粒子的作用发生单粒子软错误,针对这一现象,文章研究了深亚微米工艺下嵌入式SRAM的单粒子软错误加固技术,提出了版图级、电路级与系统级加固技术相结合的SRAM加固方法以实现减小硬件开销、提高抗单粒子软错误的能力。并基于该方法设计了电路级与TMR(三模冗余)系统级加固相结合、电路级与EDAC(纠检错码)系统级加固相结合和只做电路级加固的3种测试芯片。在兰州近物所使用Kr粒子对所设计的测试芯片进行单粒子软错误实验,实验结果表明,系统级加固的SRAM抗单粒子软错误能力与写入频率有关,其中当SRAM的写入频率小于0.1s时,较只做电路级加固的芯片,系统级和电路级加固相结合的SRAM可实现翻转bit数降低2个数量级,从而大大优化了SRAM抗单粒子软错误的性能。并根据实验数据量化了加固措施、写频率和SRAM单粒子翻转截面之间的关系,以指导在抗辐照ASIC(专用集成电路)设计中同时兼顾资源开销和可靠性的SRAM加固方案的选择。 展开更多
关键词 嵌入式SRAM 粒子错误 抗辐照ASIC
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一种评估单粒子效应的XDL网表级电路拓扑关系构建方法 被引量:1
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作者 高翔 周国昌 +2 位作者 赖晓玲 朱启 杨玉辰 《空间电子技术》 2017年第1期9-14,共6页
针对空间环境中的单粒子效应对可编程逻辑器件电路信号传播的影响,提出了一种可评估单粒子软错误传播的网表级电路传播拓扑关系的构建方法。该方法借助综合后的XDL网表与器件资源映射关系,以深度搜索方法和单粒子敏感控制配置位匹配法则... 针对空间环境中的单粒子效应对可编程逻辑器件电路信号传播的影响,提出了一种可评估单粒子软错误传播的网表级电路传播拓扑关系的构建方法。该方法借助综合后的XDL网表与器件资源映射关系,以深度搜索方法和单粒子敏感控制配置位匹配法则,构建基于器件底层资源架构的电路逻辑拓扑关系,细化了电路中的单粒子软错误传播过程。最终,以16分频电路为例简述本方法的实现过程,证明该方法在提升单粒子软错误率计算精度方面的有效性。 展开更多
关键词 SRAM型FPGA器件 前向电路 电路节点 粒子错误 XDL网表
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一种单粒子软错误测试系统的硬件设计与实现
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作者 赖晓玲 朱启 +3 位作者 王健 黄小平 吴昊 郭阳明 《建模与仿真》 2020年第3期293-302,共10页
空间飞行器数字系统工作在含有大量辐射粒子的宇宙环境下,单粒子软错误会对飞行器的安全性、可靠性造成很大威胁,亟需建立单粒子软错误测试系统以完成对象数字系统的测试。论文以Xilinx公司的XC5VFX130T SRAM型FPGA和TI公司的TMS570LS3... 空间飞行器数字系统工作在含有大量辐射粒子的宇宙环境下,单粒子软错误会对飞行器的安全性、可靠性造成很大威胁,亟需建立单粒子软错误测试系统以完成对象数字系统的测试。论文以Xilinx公司的XC5VFX130T SRAM型FPGA和TI公司的TMS570LS3137型号CPU器件及其构建的数字系统为对象,分析了软错误测试系统的功能需求,提出了系统总体结构,进而定义功能、划分模块,设计了监控FPGA和上位机之间的通讯协议,从监控FPGA、被测FPGA和CPU,对硬件平台和系统逻辑进行了设计和实现。 展开更多
关键词 FPGA CPU 粒子效应 粒子错误 测试系统
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一种单粒子软错误测试系统的软件设计与实现
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作者 赖晓玲 高翔 +3 位作者 贾亮 黄小平 吴昊 郭阳明 《计算机科学与应用》 2020年第6期1259-1266,共8页
空间飞行器数字系统主要由FPGA、CPU等数字器件构成,由于其工作在含有大量辐射粒子的宇宙环境下,单粒子翻转等软错误对飞行器的安全性、可靠性造成了很大威胁,造成导航、测控以及通讯等功能的失效。特别是随着COTS器件越来越多地应用到... 空间飞行器数字系统主要由FPGA、CPU等数字器件构成,由于其工作在含有大量辐射粒子的宇宙环境下,单粒子翻转等软错误对飞行器的安全性、可靠性造成了很大威胁,造成导航、测控以及通讯等功能的失效。特别是随着COTS器件越来越多地应用到数字系统中,亟需建立全面并准确检测出整个飞行器软错误的方法。论文结合Xilinx公司的XC5VFX130T SRAM型FPGA和TI公司的TMS570LS3137型号CPU器件构建的测试系统,设计了监控FPGA和上位机之间的通讯协议,开展了上位机软件设计与实现。 展开更多
关键词 FPGA CPU 粒子效应 粒子错误 测试系统
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飞行器FPGA检测点优化设置方法
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作者 李飞 周国昌 +2 位作者 赖晓玲 杜承烈 郭阳明 《计算机测量与控制》 2017年第6期28-30,34,共4页
针对诱发空间环境下航空航天飞行器工作异常和故障的FPGA单粒子效应,分析了FPGA电路的特点,从空间和时间维度上,提出基于"运算单元+存储器/触发器"进行FPGA电路层次模块的划分;结合节点所在位置的重要性、节点与其它节点的关... 针对诱发空间环境下航空航天飞行器工作异常和故障的FPGA单粒子效应,分析了FPGA电路的特点,从空间和时间维度上,提出基于"运算单元+存储器/触发器"进行FPGA电路层次模块的划分;结合节点所在位置的重要性、节点与其它节点的关联程度以及节点本身的单粒子软错误翻转概率,提出了重要度分析模型,从而建立基于重要度排序的对测试点设置优化方法;测试实验表明,该方法是一种可行的检测点优化设置方法。 展开更多
关键词 FPGA 重要度分析 粒子错误 检测点 优化
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