一种基于FMECA的FPGA安全性需求分析方法

摘要

本发明属于可编程逻辑器件测试技术领域，本发明的目的是为了解决FPGA安全性测试需求不足的问题，同时为了提高FPGA测试需求覆盖的充分性和优先级确定的准确性。本发明采用的技术方案为：1)从开发文档、技术文件、芯片手册文档中获取被测FPGA的信息；2)对FPGA工作系统进行定义；3)进行故障模式影响分析；4)进行危害性分析，根据用户需求，也可不进行危害性分析，直接转步骤5)；5)确定FPGA工作系统安全性测试需求项。本发明提供的分析方法提高了FPGA测试需求覆盖的充分性和完整性以及测试类型的充分性和完整性。

主权项

一种基于FMECA的FPGA安全性需求分析方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1、从开发文档、技术文件、芯片手册文档中获取被测FPGA的信息；步骤2、对FPGA工作系统进行定义；FPGA工作系统定义包括：功能分析；确定分析系统的约定层次；制定编码体系；定义故障判据；定义故障模式的严酷度分类；1)功能分析；对被测FPGA工作系统进行功能分析，明确各功能之间的控制流及数据流关系，绘制出FPGA工作系统的功能框图；2)确定分析FPGA工作系统的约定层次；在进行FMECA时，首先要明确被分析系统的约定层次，从初始约定层次开始，逐渐向最低约定层次分析，对于各约定层次的定义如下：(1)约定层次：是根据分析的需要，按产品的功能关系或程度划分的产品功能层次或结构层次；(2)初始约定层次：要进行FMECA的完整的产品所在的层次；(3)其他约定层次：相继的约定层次；(4)最低约定层次：约定层次中最底层的产品所在的层次；3)制定编码体系；根据FPGA工作系统的功能及结构分解或所划分的约定层次，制定FPGA工作系统的编码体系；4)定义故障判据；(1)FPGA工作系统在规定的条件下和规定的时间内，不能完成其规定的功能；(2)FPGA工作系统在规定的条件下和规定的时间内，某些性能指标不能保持在规定的范围内；(3)FPGA工作系统在规定的条件下和规定的时间内，引起对能源、物资的消耗或对人员、环境的影响超出了允许范围；(4)开发文档、技术文件或芯片手册文件中规定的故障判据；5)定义故障模式的严酷度分类；在进行危害度分析时用于对各种故障模式所产生的危害程度进行分类；步骤3、进行故障模式影响分析；故障模式影响分析应包括以下几部分：1)确定FPGA工作系统所有可能的故障模式；根据FPGA工作系统的功能框图，确定FPGA工作系统所有可能的故障模式；2)确定每个故障模式可能的原因及其故障发生概率等级；3)确定每个故障模式可能的影响；按每个故障模式分别对自身、高一约定层次和影响进行分析，并确定其严酷度等级；4)填写FMECA表；步骤4、进行危害性分析；根据用户需求，如果不进行危害性分析，直接跳至步骤5；如果进行危害性分析，确定每个故障模式的故障模式发生概率等级、影响的严酷度等级和故障被检测难度等级，由故障模式发生概率等级、影响的严酷度等级和故障被检测难度等级的乘积计算得出风险优先数，从而确定每个FPGA故障模式的危害性等级的排序；确定风险优先数门限值，选择风险优先数值大于门限值的故障模式作为安全性测试需求项；填写FMECA表；步骤5、确定FPGA工作系统安全性测试需求项；可按照每个故障模式的严酷度等级或风险优先数进行排序，按每个故障模式的排序结果识别薄弱环节和关键项目，并列出严酷度为I、II类的或者是风险优先数大于给定门限的故障模式项目清单，这些即为安全性测试需求项。