一种RAM区辐照效应的异常检测方法、存储介质及系统与流程

一种ram区辐照效应的异常检测方法、存储介质及系统
技术领域
1.本发明属于电离辐射测量技术领域，具体涉及一种ram区辐照效应的异常检测方法、存储介质及系统。


背景技术：

2.在辐射环境使用的电子信息产品中，抗辐射的高可靠器件是其中的重要核心器件，根据器件受辐射影响程度与受辐射机理，有多维度的抗辐射措施，以提高可靠性的措施，其中工艺与寄存器级的抗辐射措施属于半导体设计与制程维度，架构层的措施基本属于逻辑设计维度。
3.元器件辐射防护措施与手段，前提是元器件在辐照环境中的受影响程度可以被检测、可以量化。现有检测、量化手段需要进行破坏性试验，其成本过高。
4.所以，需要提供一种用于量化器件受辐射影响程度的方法。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种ram区辐照效应的异常检测方法、存储介质及系统以实时监测片上存储区异常情况，从而量化芯片在不同注量率等级下的单粒子辐照影响情况。
6.为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种ram区辐照效应的异常检测方法，包括步骤：在堆区创建测试验证区，并将堆区的数据初始化；将选取地址内的堆区ram设置成edac模式，以将该区域的数据进行edac编码后写入实际物理内存；读取堆区内容，判断是否产生edac校验错误；当发生edac校验错误后，对edac编码的内容进行解码，以将结果进行显示。
7.进一步，所述堆区的数据初始化为将该堆区数据初始化为0值。
8.进一步，将选取好的一段地址内的堆区ram设置成为edac模式后，该地址区域内的可存储有效数据的实际物理空间变少，减少的部分作为数据校验部分被使用。
9.进一步，区域的数据通过edac逻辑模块的data_input总线进行缓存并进行edac编码。
10.进一步，编码后产生原始数据及校验码，将所述原始数据及所述校验码一同写入实际物理内存。
11.进一步，所述校验值位于所述原始数据末尾。
12.进一步，当发生seu异常，且该seu异常出现在对应存储区域所对应的物理模块上时，再次进入循环，读取堆区内容时，则会产生edac校验错误。
13.进一步，所述解码后，通过累计错误数量、软件功能区与软件整体使用资源占比、具备数据校验功能的逻辑块在整个芯片逻辑块上的占比，反算得出该器件在当前粒子注量率下的影响情况。
14.本发明还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算
机程序被设置为运行时执行所述权利要求1-8中任一项中所述的ram区辐照效应的异常检测方法。
15.本发明还提供一种ram区辐照效应的异常检测系统，包括：存储器和处理器，存储器中存储有所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1-8中任一项所述的ram区辐照效应的异常检测方法。
16.本发明的效果在于：通过将芯片内部逻辑单元抽象到软件层，然后在芯片的某个特定位置的逻辑层加入数据校验功能，并将特定位置对应的软件功能区找到，作为软件运行的“试验区”，持续读出“试验区”上的数据，并记录错误数量，最后通过累计错误数量、特定软件功能区与软件整体使用资源占比、具备数据校验功能的逻辑块在整个芯片逻辑块上的占比这些数据，反算得出该器件在当前粒子注量率下的影响情况，从而实现了通过软件的方式模拟异常检测并进行量化。
附图说明
17.图1是本发明一种ram区辐照效应的异常检测方法的步骤流程图；
18.图2是本发明一种ram区辐照效应的异常检测方法的软件原理流程图；
19.图3为图1中edac编码及解码的模块示意图；
20.图4为检测软件所模拟的ram区域的模块示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
22.如图1-4所示，本发明提供的一种ram区辐照效应的异常检测方法，其包括步骤：
23.s1，在堆区创建测试验证区，并将堆区的数据初始化；
24.具体的，在堆区创建专门的测试验证区，并将该堆区数据初始化为0值，以为后续的结果显示作为参照。如，根据测试试验区所占堆区的占比，可推出整个堆区实际受影响的情况。
25.在本实施例中，软件采用microsemi公司生产的polarfire系列fpga进行研发和验证，在堆区开辟一块单独存储区的方式来进行验证与模拟，表1所列为该片上计算、存储资源列表与逻辑层资源实际占用情况。其中lsram模块是mi-v核的主存，该模块作为ahb的从设备与mi-v软核连接。其memory depth设置为131072words(512kb：1word＝4kb for 32bit data width)。
[0026][0027]
表1
[0028]
s2，将选取地址内的堆区ram设置成edac模式，以将该区域的数据进行edac编码后写入实际物理内存；
[0029]
具体的，在创建测试验证区并初始化堆区后，将选取好的一段地址内的堆区ram设
置成为edac模式，此时该地址区域内的可存储有效数据的实际物理空间变少，减少的部分作为数据校验部分被使用，准备写入该区域的数据将通过edac逻辑模块的data_input总线进行缓存并进行edac编码，该逻辑模块将编码后的数据(包含原始数据与数据校验位)写入实际物理存储。
[0030]
可以理解，在芯片的某个特定位置的逻辑层加入数据校验功能，类似汉明码的逻辑实现。每当有数据要写入这个区域，必须先进行编码，编码后产生原始数据及校验码，再将原始数据和产生的校验码一起写入实际物理内存。每当有指令要从这个区域读数据，则必须先将数据解码，并将产生的解码结果和原始数据一同读出。
[0031]
s3，读取堆区内容，判断是否产生edac校验错误；
[0032]
具体的，当发生seu异常，且该seu异常出现在对应存储区域所对应的物理模块上时，再次进入循环，读取堆区内容时，则会产生edac校验错误。
[0033]
在本实施例中，将即将写入heap区的数据进行edac编码，并在真实数据的末尾加入校验值(如表2所示)一起存储，当器件受照射，heap区的数据发生产生seu效应会导致校验值与原先存储的校验值差异，根据校验值的差异可以判断该字段产生seu效应，即edac校验错误，累计差异值就可以得出该区段的受辐照影响情况。
[0034]
信号名方向宽度(bit)描述data_originalin/outk真实数据edac_dataout/ink r存储区实际存储的数据1_bit_errorout1是否发生1bit错误1_bit_error_positionoutlog(k r)《总位宽对数》发生1bit错误的位置2_bit_errorout1是否发生1bit错误
[0035]
表2
[0036]
可以理解，检测算法的运行，是将之前开辟出用于检测数据异常的区域进行数据轮询并且对每个单元的数据进行校验比对，并将数据异常累计汇总并作为返回值返回上层调用。
[0037]
s4，当发生edac校验错误后，对edac编码的内容进行解码，以将结果进行显示；
[0038]
具体的，在发送edac校验错误后，对之前的edac编码进行解码，通过累计错误数量、特定软件功能区与软件整体使用资源占比、具备数据校验功能的逻辑块在整个芯片逻辑块上的占比这些数据，反算得出该器件在当前粒子注量率下的影响情况。
[0039]
可以理解，量化某款数字器件受辐射影响情况，需要在多个防护维度，多个辐射环境进行综合考量，在单粒子辐射环境下，软件层这一维度中表征该器件受辐射影响。实质上是构思这样一种方法，将芯片内部逻辑单元受影响的实时状态，用软件的方式作实时显示。
[0040]
芯片进入辐照环境时，高能粒子穿过芯片的外层封装，在硅片上产生能量累积，当能量累积到一定程度时，将对芯片内部逻辑单元造成影响。
[0041]
将芯片内部逻辑单元抽象到软件层，因为软件是运行在该芯片上的，软件运行所依托的比如寄存器、加法器和控制器等硬件资源，其本质是内部逻辑单元的功能性搭配。
[0042]
在芯片的某个特定位置的逻辑层加入数据校验功能，类似汉明码的逻辑实现。每当有数据要写入这个区域，必须先进行编码，再将原始数据和产生的校验码一起写入。每当有指令要从这个区域读数据，则必须先将数据解码，并将产生的解码结果和原始数据一同
读出；
[0043]
软件层面，将上述特定位置对应的软件功能区找到，作为软件运行的“试验区”，在软件开始运行后，辐射试验之前，向该“试验区”写入数据。辐射试验开始之后，持续读出“试验区”上的数据，并记录错误数量。
[0044]
最后通过累计错误数量、特定软件功能区与软件整体使用资源占比、具备数据校验功能的逻辑块在整个芯片逻辑块上的占比这些数据，反算得出该器件在当前粒子注量率下的影响情况。
[0045]
本发明还提供一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述方法步骤。存储介质可以包括如软盘、光盘、dvd、硬盘、闪存、u盘、cf卡、sd卡、mmc卡、sm卡、记忆棒(memory stick)、xd卡等。
[0046]
计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可以是个人计算机设备、服务器或其他网络设备等)用以执行本发明方法的全部或部分步骤。
[0047]
本发明还提供一种ram区辐照效应的异常检测系统，其包括处理器和存储器,存储器上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现一种ram区辐照效应的异常检测方法。
[0048]
通过上述实施例可以看出，本发明通过将芯片内部逻辑单元抽象到软件层，然后在芯片的某个特定位置的逻辑层加入数据校验功能，并将特定位置对应的软件功能区找到，作为软件运行的“试验区”，持续读出“试验区”上的数据，并记录错误数量，最后通过累计错误数量、特定软件功能区与软件整体使用资源占比、具备数据校验功能的逻辑块在整个芯片逻辑块上的占比这些数据，反算得出该器件在当前粒子注量率下的影响情况，从而实现了通过软件的方式模拟异常检测并进行量化。
[0049]
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。