一种面向功能安全的故障注入方法、装置及电子设备

本申请涉及故障注入，尤其涉及一种面向功能安全的故障注入方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、故障注入测试的主要目的是通过模拟潜在的错误情况来验证和评估电子系统设计的健壮性。这种测试能模拟各种可能导致系统失效的硬件或软件错误，从而验证系统在面对真实世界的挑战时的表现。故障注入是道路功能安全标准测试环节的重要部分，应用于系统的安全性评估。为了对芯片功能安全进行测试，需要搭建相应测试平台，基于rtl的仿真测试是可以通过模拟故障注入的方式进行功能安全检测和评估，但是随着芯片复杂度的增加，要在仿真测试中完全覆盖所有的测试点，不仅需要花费大量人力和时间，同时对仿真平台的硬件性能也提出了非常高的要求。现有故障注入方法按照区域布局进行遍历故障注入，对布局进行规划，故障注入时间长、精度低。

2、综合所述可知，如何设计一种故障注入效率快、精度高的汽车功能安全的故障注入方法是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请的第一个目的在于提出一种面向功能安全的故障注入方法，以解决现有技术手段局限性较大，故障注入时间长、精度低等问题。

3、本申请的第二个目的在于提出一种装置。

4、本申请的第三个目的在于提出一种电子设备。

5、本申请的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

6、本申请的第五个目的在与提出一种计算机程序产品。

7、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种面向功能安全的故障注入方法，包括：

8、将待测设计在fpga中例化处理后，获得例化处理模块；

9、基于所述例化处理模块，利用tcl脚本生成故障注入负载文件；

10、对所述故障注入负载文件进行解析处理，获得故障注入地址；

11、基于xilinx系统对所述故障注入地址进行故障注入，完成故障注入操作。

12、优选地，所述完成故障注入操作后还包括：

13、将黄金参考值和注入了故障的待测设计结果进行比较，将比较后的故障注入差异数据进行统计处理，获得最终功能安全故障注入结果；

14、基于所述安全故障注入结果，计算得故障覆盖率，生成功能安全报告。

15、优选地，所述将待测设计在fpga中例化处理后，获得例化处理模块包括：

16、基于fpga上进行故障注入测试，将待测设计在所述fpga中例化两次，获得黄金参考模块和故障注入模块，所述黄金参考模块保持原始设计状态，所述故障注入模块用来注入故障。

17、优选地，所述基于所述例化处理模块，利用tcl脚本生成故障注入负载文件包括：

18、利用tcl脚本生成基本位掩码文件和逻辑位置文件，所述基本位掩码文件存储查找表，所述逻辑位置文件存储寄存器的故障注入地址信息。

19、优选地，所述对所述故障注入负载文件进行解析处理，获得故障注入地址包括：

20、在tcl脚本生成比特流时提取所有待测单元的布局信息，基于所述布局信息计算出所有待测单元对应的关键位位置，获得故障注入地址。

21、优选地，所述基于xilinx系统对所述故障注入地址进行故障注入，完成故障注入操作包括：

22、获得所述故障注入地址后，基于xilinx提供的sem ip核进行故障注入，通过uart串口发送特定命令控制所述sem ip核，按预定方案进行故障注入，完成故障注入操作。

23、为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种面向功能安全的故障注入装置，包括：

24、例化模块，将待测设计在fpga中例化处理后，获得例化处理模块；

25、负载文件生成模块，基于所述例化处理模块，利用tcl脚本生成故障注入负载文件；

26、解析模块，对所述故障注入负载文件进行解析处理，获得故障注入地址；

27、故障注入模块，基于xilinx系统对所述故障注入地址进行故障注入，完成故障注入操作。

28、为达上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；

29、所述存储器存储计算机执行指令；

30、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现上述任一项所述的方法。

31、为达上述目的，本申请第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，包括所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述任一项所述的方法。

32、为达上述目的，本申请第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现实现上述任一项所述的方法。

33、本申请提供的一种面向功能安全的故障注入方法，基于面向寄存器传输级层级的现场可编程逻辑门阵列，对verilog语句中寄存器以及组合逻辑等进行故障注入，通过将待测设计在fpga中例化处理，利用tcl脚本生成故障注入负载文件，解析负载文件，获得故障注入地址，通过xilinx提供的sem ip核进行故障注入，完成故障注入操作，实现更高精度的故障注入，更便于精确定位故障产生的位置，并确定需要功能安全加固的位置。

34、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种面向功能安全的故障注入方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的面向功能安全的故障注入方法，其特征在于，所述完成故障注入操作后还包括：

3.根据权利要求1所述的面向功能安全的故障注入方法，其特征在于，所述将待测设计在fpga中例化处理后，获得例化处理模块包括：

4.根据权利要求1所述的面向功能安全的故障注入方法，其特征在于，所述基于所述例化处理模块，利用tcl脚本生成故障注入负载文件包括：

5.根据权利要求1所述的面向功能安全的故障注入方法，其特征在于，所述对所述故障注入负载文件进行解析处理，获得故障注入地址包括：

6.根据权利要求1所述的面向功能安全的故障注入方法，其特征在于，所述基于xilinx系统对所述故障注入地址进行故障注入，完成故障注入操作包括：

7.一种面向功能安全的故障注入装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的方法。

技术总结本发明涉及故障注入技术领域，尤其涉及一种面向功能安全的故障注入方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法包括：在FPGA中例化待测模块；基于例化模块，利用tcl脚本生成故障注入负载文件，包含lut和reg两部分；对故障注入负载文件进行解析，获得故障注入地址；基于xilinx系统对故障注入地址进行故障注入，完成故障注入操作；收集故障注入结果，计算故障注入覆盖率并生成功能安全报告。对reg和lut进行故障注入，通过将待测设计例化处理，生成负载文件，解析负载文件，获得故障注入地址，通过xilinx提供的sem ip核进行故障注入，完成故障注入，实现高精度故障注入，精确定位故障位置，生成功能安全报告。技术研发人员：王志君,黄泽安,孙宇涛,梁利平,雷黎丽受保护的技术使用者：北京邮电大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20