确保安全至上的设计可以从错误检测和恢复。
功能安全是一个重大的挑战在现场可编程门阵列(fpga)和其他半导体的设计。安全要求超越传统的验证,其重点是设计缺陷。芯片对安全性要求苛刻的应用程序必须能够处理各种故障来源如极端温度和功率,设备老化、辐射、电离和组件失败。应用包括自主车辆、医疗设备、植入医疗设备、军事/航空航天系统、核电站和工业控制器。许多这样的应用程序具有行业安全标准,制造商必须满足。
高安全性的设计时需要检测错误和纠正他们或采取适当措施,如安全系统关机或重启。例如,无人驾驶汽车,再也无法正确运作可能拉到肩膀尽可能快速和安全。一些错误可以通过打破物理损坏芯片连接,改变组件的值或导致一个信号被困在一个值。这些被归类为永久性故障。其他类型的故障信号故障或比特翻转等瞬态,可能更容易纠正。也有可能多个故障同时发生,使经济复苏。
有几种类型的功能安全机制,可以包含在芯片生存的缺点。错误校正码(ECC)的记忆或寄存器中的位提供部分数据冗余检测甚至正确翻转位。错误可能会传播到一个有限状态机(FSM)和造成死锁,所以安全性至关重要的设计检测和恢复不正确的转换。在极端的情况下,可以使用三模块冗余(咯)。关键的逻辑是一式三份,每个三个模块的输出输入多数选民。如果一个错误产生不正确的值从一个模块中,选民将从另外两个模块选择正确的值。
这些技术都是同样适用于fpga、asic和全定制的芯片。许多高安全性的应用程序时低容量,所以fpga逻辑和受欢迎的选择。他们提供高性能和能力不会出现长时间的延误和芯片制造的巨大成本。FPGA设计者可以手动添加安全机制在寄存器传输级(RTL)代码,但这是一个重大的努力。额外的逻辑必须实例化,连接和验证。更改RTL的连锁反应,可能需要手动更新安全机制。设计时安全更高效和健壮的自动化。
逻辑综合是最好的阶段开发流程自动插入安全机制和Synopsys对此提供了理想的解决方案。Synopsys对此Synplify总理一直是行业最先进的FPGA设计和调试环境超过20年。它提供了最好的时机和面积最少的迭代结果。Synplify总理支持范围广泛的可编程设备,独特的深层知识方面的架构。这种能力使得它能够自动插入安全机制以最有效的方式,利用FPGA选择目标设备的结构。
Synplify总理支持所有讨论的技术之前,和由此产生的FPGA保证匹配指定的意图。但是设计团队可能错过的部分芯片,需要安全保护或选择一个技术所需的安全级别是不够的。因此,适当的安全操作必须由故障插入验证设计和观察它们对操作的影响。这是具有挑战性的物理FPGA,所以故障模拟是建立方法。优化故障模拟器上运行post-synthesis网表,此时所有的安全机制验证被Synplify插入。
Synopsys对此Z01X故障仿真解决方案是业界领先的关键安全验证平台的设计。它使用断层模型来模拟故障的类型,可以发生在实际的芯片。它会自动插入和模拟都停留在故障(输入、输出和净)和瞬态的缺点。Z01X性能和容量来处理大规模断层为大型FPGA设备列表。它使用一个并发故障仿真算法将多个故障同时。故障列表可以跨多个分区的处理器核心和机器在服务器农场或云环境。
用户提供错误列表以标准格式加上闪光灯点注入故障将观察到的影响。在这些点,Z01X比较的结果设计与故障注入设计没有缺点。分歧意味着故障被检测到。如果所有测试通过相同的结果,故障未被检测到,这可能表明需要额外的安全机制。许多功能安全标准有严格的要求,故障覆盖率;Z01X生成故障覆盖率统计数据对整个设计或指定的功能块,为所有人提供详细个人缺点。
高安全性的fpga所需的许多应用程序时,从微小的植入医疗设备大规模核电站。Synplify总理自动添加必要的安全机制,以防止故障来自内部和外部来源。Z01X提供行业领先的故障注入和故障仿真功能来验证安全机制和计算所需的故障覆盖率统计数据安全标准。影响功能安全的问题早发现和固定,节省几个月的FPGA调试启动实验室。Synopsys对此功能安全流是无与伦比的性能,容量和易用性。
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