CN108169660A - 大气中子下fpga单粒子效应检测数据区分方法和*** - Google Patents

大气中子下fpga单粒子效应检测数据区分方法和*** Download PDF

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CN108169660A CN201711368127.9A CN201711368127A CN108169660A CN 108169660 A CN108169660 A CN 108169660A CN 201711368127 A CN201711368127 A CN 201711368127A CN 108169660 A CN108169660 A CN 108169660A
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Abstract

本发明涉及电子器件辐射效应领域，特别是涉及一种大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法和***，通过对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的总失效率；获取所述FPGA器件由阿尔法粒子导致的第一失效率；获取所述FPGA器件由热中子导致的第二失效率；根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取所述FPGA器件由大气中子导致的目标失效率。本方案可区分FPGA器件大气中子单粒子效应实时测量试验数据中阿尔法粒子、热中子和大气中子三种成份各自的贡献，从而获得大气中子导致的FPGA器件单粒子效应失效率，从而提高FPGA器件大气中子单粒子效应敏感性的定量评价结果的准确性。

Description

大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法和***
技术领域
本发明涉及电子器件辐射效应领域，特别是涉及一种大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法和***。
背景技术
银河宇宙射线、太阳宇宙射线等各种宇宙射线进入到地球的中性大气，并与大气中的氮和氧发生相互作用，形成了各种辐射粒子，使得大气空间辐射环境非常复杂。在各种辐射粒子之中，由于中子不带电、穿透力极强而且在大气中的含量高，因此大气中子入射电子***所引起的单粒子效应，成为了威胁电子设备安全工作的关键因素。
FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。随着科技的发展，各种电子设备对FPGA器件的依赖性越来越强，而FPGA器件自身的集成度提高，复杂性增加，造成FPGA器件对单粒子效应更加敏感。
为了评估大气中子诱发的单粒子效应对FPGA器件产生的影响，需要对大气中子单粒子效应下的FPGA器件的敏感特性进行分析。目前为了对FPGA器件进行单粒子效应敏感特性进行分析，可通过非加速实验进行，即将FPGA器件置于大气条件下，对FPGA阵列进行大气中子单粒子效应实时检测。但是，目前大气中子单粒子效应实时检测数据中，由于检测环境辐射条件下具有多种粒子，导致分析FPGA器件针对大气中子单粒子效应的敏感特性，所得到结果的准确性较低。
发明内容
基于此，为了解决分析FPGA器件针对大气中子单粒子效应的敏感特性，所得到结果的准确性较低的问题，提供一种大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法和***。
一种大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，包括以下步骤：
对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的总失效率；
获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率；
获取由热中子导致的FPGA器件的第二失效率；
根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率。
在其中一个实施例中，所述获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率的步骤包括以下步骤：
通过阿尔法粒子放射源对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的阿尔法粒子单粒子效应截面参数；
获取所述FPGA器件自身放射的阿尔法粒子通量；
根据所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数和所述阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率。
在其中一个实施例中，所述获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率的步骤包括以下步骤：
通过粒子加速器对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的阿尔法粒子单粒子效应截面参数，其中，所述粒子加速器的粒子源为阿尔法粒子；
获取所述FPGA器件自身放射的阿尔法粒子通量；
根据所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数和所述阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率。
在其中一个实施例中，所述根据所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数和所述阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率的步骤包括以下步骤：
根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的第一失效率：
λ1＝σ阿尔法×F阿尔法×109
式中，λ1为所述第一失效率，σ阿尔法为所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数，F阿尔法为所述阿尔法粒子通量。
在其中一个实施例中，所述获取由热中子导致的FPGA器件的第二失效率的步骤包括以下步骤：
通过热中子反应堆对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的热中子单粒子效应截面参数；
获取大气中子单粒子效应实时检测环境的热中子通量；
根据所述热中子单粒子效应截面参数和所述热中子通量获取所述FPGA器件的第二失效率。
在其中一个实施例中，所述根据所述热中子单粒子效应截面参数和所述热中子通量获取所述FPGA器件的第二失效率的步骤包括以下步骤：
根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的第二失效率：
λ2＝σ热中子×F热中子×109
式中，λ2为所述第二失效率，σ热中子为所述热中子单粒子效应截面参数，F热中子为所述热中子通量。
在其中一个实施例中，所述根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率的步骤包括以下步骤：
根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的目标失效率：
λ目标＝λ总-(λ1+λ2)
式中，λ目标为所述目标失效率，λ总为所述总失效率，λ1为所述第一失效率，λ2为所述第二失效率。
根据上述大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，通过对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的总失效率；获取所述FPGA器件由阿尔法粒子导致的第一失效率；获取所述FPGA器件由热中子导致的第二失效率；根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取所述FPGA器件由大气中子导致的目标失效率。在此方案中，通过分别获取FPGA器件由阿尔法粒子和热中子导致的第一失效率和第二失效率，并根据所述第一失效率和第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率，从而提高FPGA器件大气中子单粒子效应敏感性的定量评价结果的准确性，解决我国目前FPGA器件大气中子单粒子效应评价方法缺失的难题。
一种大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分***，包括以下模块：
总失效率获取模块，用于对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的单粒子效应总失效率；
第一失效率获取模块，用于获取所述FPGA器件由阿尔法粒子导致的第一失效率；
第二失效率获取模块，用于获取所述FPGA器件由热中子导致的第二失效率；
目标失效率获取模块，用于根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率。
在其中一个实施例中，所述目标失效率获取模块根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的目标失效率：
λ目标＝λ总-(λ1+λ2)
式中，λ目标为所述目标失效率，λ总为所述总失效率，λ1为所述第一失效率，λ2为所述第二失效率。
根据上述大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分***，总失效率获取模块对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的总失效率；第一失效率获取模块获取所述FPGA器件由阿尔法粒子导致的第一失效率；第二失效率获取模块获取所述FPGA器件由热中子导致的第二失效率；目标失效率获取模块根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取所述FPGA器件由大气中子导致的目标失效率。在此方案中，通过分别获取FPGA器件由阿尔法粒子和热中子导致的第一失效率和第二失效率，并根据所述第一失效率和第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率，从而提高FPGA器件大气中子单粒子效应敏感性的定量评价结果的准确性，解决我国目前FPGA器件大气中子单粒子效应评价方法缺失的难题。
一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，该程序被处理器执行时实现上述大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法的步骤。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的可执行程序，处理器执行程序时实现上述大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法的步骤。
附图说明
图1为本发明大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法一个实施例的流程示意图；
图2为本发明大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分***一个实施例的结构示意图；
图3为本发明大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
参见图1所示，为本发明大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法一个实施例的流程示意图，该实施例中的大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法包括以下步骤：
步骤S110：对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的总失效率；
在本步骤中，所述大气中子单粒子效应实时检测，是一种遵循JESD89A国际标准的非加速实时测量方法，通过对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，所获取到的FPGA器件在所述实时检测的环境下的失效率结果最为真实，可以为对FPGA器件进行的大气中子单粒子效应敏感特性分析提供更加准确可靠的数据基础。
具体地，在一个实施例中可通过以下方法对所述FPGA器件进行大气中子单粒子效应检测：确定FPGA器件的大气中子单粒子效应检测地点，并搭建大气中子单粒子效应检测***；所述大气中子单粒子效应检测***可包括上位机、待测FPGA器件；所述上位机向所述待测FPGA器件发送命令，监视所述待测FPGA器件的工作状态并接收所述待测FPGA器件返回的实验数据。所述上位机通过实时记录检测过程中FPGA器件发生的单粒子翻转情况，可以获取到所述FPGA器件在大气中子单粒子效应实时检测环境下的总失效率。
可选地，为了提高大气中子单粒子效应实时检测的效率，可以选择大气中子通量高的地点对所述FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，如通过飞机搭载的方式在高海拔位置进行所述大气中子单粒子效应实时检测，也可以在高纬度地区进行所述大气中子单粒子效应实时检测。
可选地，为了提高大气中子单粒子效应实时检测的效率，可以搭建FPGA阵列，所述FPGA阵列中包括多个相同型号的FPGA器件，对所述FPGA阵列进行所述大气中子单粒子效应实时检测；通过对多个相同型号的FPGA器件同时进行检测，得到的检测结果可以等效为对一个FPGA器件进行长时间的检测的结果，可以缩短获取所述总失效率的所需检测时间。
步骤S120：获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率；
在本步骤中，阿尔法粒子来源于FPGA器件自身的放射性材料成分，在对所述FPGA器件进行的大气中子单粒子效应实时检测的过程中，不仅实时检测环境中的大气中子会触发所述FPGA器件发生单粒子翻转导致失效，阿尔法粒子也会触发所述FPGA器件发生单粒子翻转导致失效；因此，所述FPGA器件在大气中子单粒子效应实时检测环境下的总失效率包含了阿尔法粒子导致的第一失效率的成分。通过获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率，有利于后续步骤中提高所述目标失效率获取的准确性。
在其中一个实施例中，所述获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率的步骤包括以下步骤：
通过阿尔法粒子放射源对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的阿尔法粒子单粒子效应截面参数；
获取所述FPGA器件自身放射的阿尔法粒子通量；
根据所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数和所述阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率。
在本实施例中，所述FPGA器件的单粒子效应截面参数，是指所述FPGA器件发生单粒子翻转时灵敏区域的面积。由于在不同种类粒子入射的情况下，所述FPGA器件具有不同的单粒子效应截面参数，因此可以通过阿尔法粒子放射源对所述FPGA器件进行辐照，实现对所述FPGA器件自身材料放射阿尔法粒子的过程进行模拟，从而确定所述FPGA器件的阿尔法粒子单粒子效应截面；再结合所述FPGA器件自身放射的阿尔法粒子通量，可以提高获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率的准确性。
在其中一个实施例中，所述获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率的步骤包括以下步骤：
通过粒子加速器对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的阿尔法粒子单粒子效应截面参数，其中，所述粒子加速器的粒子源为阿尔法粒子；
获取所述FPGA器件自身放射的阿尔法粒子通量；
根据所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数和所述阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率。
在本实施例中，由于所述FPGA器件的单粒子效应截面参数不仅受到入射粒子种类的影响，同时还会受到所述粒子入射所述FPGA器件时的角度、能量的影响。通过粒子源为阿尔法粒子的粒子加速器对所述FPGA器件进行辐照，可以在模拟所述FPGA器件自身材料放射阿尔法粒子的过程中，方便地改变阿尔法粒子入射所述FPGA器件的角度以及束流注量，从而使模拟结果更贴近真实情况，提高获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率的准确性。
在其中一个实施例中，所述根据所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数和所述阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率的步骤包括以下步骤：
根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的第一失效率：
λ1＝σ阿尔法×F阿尔法×109
式中，λ1为所述第一失效率，σ阿尔法为所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数，F阿尔法为所述阿尔法粒子通量。
在本实施例中，提出了一种用于根据FPGA器件的阿尔法粒子单粒子效应截面参数和阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率的函数关系式，提高获取的所述第一失效率的准确性。
步骤S130：获取由热中子导致的FPGA器件的第二失效率；
在常温下，中子若与质子的原子核发生若干次碰撞后未被俘获，则可能转变为热中子，所述热中子同样会造成FPGA器件发生单粒子翻转从而失效。在本步骤对所述FPGA器件进行的大气中子单粒子效应实时检测的过程中，由于实时检测环境中同时存在所述大气中子以及所述热中子，因此，所述FPGA器件在大气中子单粒子效应实时检测环境下的总失效率包含了热中子导致的第二失效率的成分。通过获取由热中子导致的FPGA器件的第二失效率，有利于后续步骤中提高所述目标失效率获取的准确性。
在其中一个实施例中，所述获取由热中子导致的FPGA器件的第二失效率的步骤包括以下步骤：
通过热中子反应堆对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的热中子单粒子效应截面参数；
获取大气中子单粒子效应实时检测环境的热中子通量；
根据所述热中子单粒子效应截面参数和所述热中子通量获取所述FPGA器件的第二失效率。
在本实施例中，热中子反应堆是一种能够在受控的条件下进行核裂变链式反应的装置，可以稳定、持续地提供热中子。由于在不同种类粒子入射的情况下，所述FPGA器件具有不同的单粒子效应截面参数，因此可以通过热中子反应堆对所述FPGA器件进行辐照，实现对所述大气中子单粒子效应实时检测地点的热中子环境进行模拟，从而确定所述FPGA器件的热中子单粒子效应截面；再结合所述FPGA器件的大气中子单粒子效应实时检测环境中的热中子通量，可以提高获取由热中子导致的FPGA器件的第二失效率的准确性。
在其中一个实施例中，所述根据所述热中子单粒子效应截面参数和所述热中子通量获取所述FPGA器件的第二失效率的步骤包括以下步骤：
根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的第二失效率：
λ2＝σ热中子×F热中子×109
式中，λ2为所述第二失效率，σ热中子为所述热中子单粒子效应截面参数，F热中子为所述热中子通量。
在本实施例中，提出了一种用于根据FPGA器件的热中子单粒子效应截面参数和热中子通量获取所述FPGA器件的第二失效率的函数关系式，提高获取的所述第二失效率的准确性。
具体地，在所述对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的对应特定粒子种类的单粒子效应截面参数的过程中，可以对所述FPGA器件进行单粒子效应在线测试，测试的范围覆盖所述FPGA器件所有敏感存储模块，包括块存储器、配置存储器和可编程逻辑资源等；例如，可通过对所述FPGA器件的配置存储器和块存储器回读数据进行分析，并监测FPGA配置电路的输出功能进行所述单粒子效应在线测试。
在其中一个实施例中，可在所述单粒子效应在线测试中检测所述FPGA器件是否发生单粒子功能中断。单粒子功能中断是数字逻辑器件在粒子轰击下丧失原有功能的一种单粒子效应；FPGA器件当发生单粒子功能中断时，进入异常中断响应状态，使得FPGA器件回读的数据产生的错误多于实际产生的错误，无法输出程序结果，严重时导致FPGA器件损坏。因此当检测到发生单粒子功能中断时，切断所述FPGA阵列的电源，可以避免FPGA器件损坏。切断所述FPGA阵列的电源后，重新执行所述通过热中子反应堆对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的热中子单粒子效应截面参数的步骤。
在其中一个实施例中，可在所述单粒子效应在线测试中检测所述FPGA器件是否发生单粒子锁定。单粒子锁定是危害性较大的一种单粒子效应。发生单粒子锁定时，FPGA器件内部产生的电流陡增，容易造成FPGA器件的烧毁。因此当检测到发生单粒子锁定时，切断所述FPGA阵列的电源，可以避免FPGA器件损坏。切断所述FPGA阵列的电源后，重新执行所述通过热中子反应堆对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的热中子单粒子效应截面参数的步骤。
步骤S140：根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率。
在本步骤中，由于实时检测环境中同时存在除大气中子以外的其他粒子，因此所述对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测获取到的所述总失效率中，包含了其他粒子引起的失效率成分。其中，所述其他粒子中，来源于所述FPGA器件自身放射性材料的阿尔法粒子以及实时检测环境中存在的热中子对所述总失效率的影响较大，因此根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率可以提高获取所述目标失效率的准确性。
在其中一个实施例中，所述根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率的步骤包括以下步骤：
根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的目标失效率：
λ目标＝λ总-(λ1+λ2)
式中，λ目标为所述目标失效率，λ总为所述总失效率，λ1为所述第一失效率，λ2为所述第二失效率。
在本实施例中，根据所述函数关系式，可以在所述对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测获得的总失效率中，将由阿尔法粒子和热中子引起的第一失效率和第二失效率的成分同时剔除，从而使所述目标失效率更贴近实时检测中由大气中子引起的所述FPGA器件的失效率。
根据上述大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，通过对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的总失效率；获取所述FPGA器件由阿尔法粒子导致的第一失效率；获取所述FPGA器件由热中子导致的第二失效率；根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取所述FPGA器件由大气中子导致的目标失效率。在此方案中，通过分别获取FPGA器件由阿尔法粒子和热中子导致的第一失效率和第二失效率，并根据所述第一失效率和第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率，从而提高FPGA器件大气中子单粒子效应敏感性的定量评价结果的准确性，解决我国目前FPGA器件大气中子单粒子效应评价方法缺失的难题。
参见图2所示，为本发明大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分***一个实施例的结构示意图，该实施例中的大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分***包括以下模块：
总失效率获取模块210，用于对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的单粒子效应总失效率；
第一失效率获取模块220，用于获取所述FPGA器件由阿尔法粒子导致的第一失效率；
在其中一个实施例中，第一失效率获取模块220通过阿尔法粒子放射源对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的阿尔法粒子单粒子效应截面参数；获取所述FPGA器件自身放射的阿尔法粒子通量；根据所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数和所述阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率。
在其中一个实施例中，第一失效率获取模块220通过粒子加速器对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的阿尔法粒子单粒子效应截面参数，其中，所述粒子加速器的粒子源为阿尔法粒子；获取所述FPGA器件自身放射的阿尔法粒子通量；根据所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数和所述阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率。
在其中一个实施例中，第一失效率获取模块220根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的第一失效率：
λ1＝σ阿尔法×F阿尔法×109
式中，λ1为所述第一失效率，σ阿尔法为所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数，F阿尔法为所述阿尔法粒子通量。
第二失效率获取模块230，用于获取所述FPGA器件由热中子导致的第二失效率；
在其中一个实施例中，第二失效率获取模块230通过热中子反应堆对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的热中子单粒子效应截面参数；获取大气中子单粒子效应实时检测环境的热中子通量；根据所述热中子单粒子效应截面参数和所述热中子通量获取所述FPGA器件的第二失效率。
在其中一个实施例中，第二失效率获取模块230根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的第二失效率：
λ2＝σ热中子×F热中子×109
式中，λ2为所述第二失效率，σ热中子为所述热中子单粒子效应截面参数，F热中子为所述热中子通量。
目标失效率获取模块240，用于根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率。
在其中一个实施例中，目标失效率获取模块240根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的目标失效率：
λ目标＝λ总-(λ1+λ2)
式中，λ目标为所述目标失效率，λ总为所述总失效率，λ1为所述第一失效率，λ2为所述第二失效率。
本发明的大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分***与本发明的大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法一一对应，在上述大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分***的实施例中。
参见图3所示，为本发明大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法一个实施例的流程示意图，该实施例中的大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法包括以下步骤：
步骤S310：对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的总失效率(λ总，单位为FIT)；
步骤S321：通过阿尔法粒子放射源对所述FPGA器件进行辐照，辐照过程中对所述FPGA器件进行单粒子效应在线测试，获取所述FPGA器件的阿尔法粒子单粒子效应截面参数(σ阿尔法，单位为cm2/device)；
其中，所述对FPGA器件进行的单粒子在线测试所检测的单粒子效应类型包括单粒子翻转、单粒子功能中断和单粒子锁定；检测所述FPGA器件的单粒子翻转时，检测的范围覆盖所述FPGA器件的所有敏感存储模块，包括块存储器、配置存储器和可编程逻辑资源等；检测所述FPGA器件的单粒子功能中断时，检测的范围覆盖所述FPGA器件的所有功能中断类型；
步骤S322：获取所述FPGA器件自身放射的阿尔法粒子通量(F阿尔法，单位为particles/cm2/hr)；
步骤S323：根据函数关系式λ1＝σ阿尔法×F阿尔法×109获取所述FPGA器件的第一失效率(λ1，单位为FIT)；
步骤S331：通过热中子反应堆对所述FPGA器件进行辐照，辐照过程中对所述FPGA器件进行单粒子效应在线测试，获取所述FPGA器件的热中子单粒子效应截面参数(σ热中子，单位为cm2/device)；
其中，所述对FPGA器件进行的单粒子在线测试所检测的单粒子效应类型包括单粒子翻转、单粒子功能中断和单粒子锁定；检测所述FPGA器件的单粒子翻转时，检测的范围覆盖所述FPGA器件的所有敏感存储模块，包括块存储器、配置存储器和可编程逻辑资源等；检测所述FPGA器件的单粒子功能中断时，检测的范围覆盖所述FPGA器件的所有功能中断类型；
步骤S332：获取大气中子单粒子效应实时检测环境的热中子通量(F热中子，单位为particles/cm2/hr)；
步骤S333：根据函数关系式λ2＝σ热中子×F热中子×109获取所述FPGA器件的第二失效率(λ2，单位为FIT)；
步骤S340：根据函数关系式λ目标＝λ总-(λ1+λ2)获取所述FPGA器件的目标失效率(λ目标，单位为FIT)。
根据上述大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，通过对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的总失效率；获取所述FPGA器件由阿尔法粒子导致的第一失效率；获取所述FPGA器件由热中子导致的第二失效率；根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取所述FPGA器件由大气中子导致的目标失效率。在此方案中，通过分别获取FPGA器件由阿尔法粒子和热中子导致的第一失效率和第二失效率，并根据所述第一失效率和第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率，可区分FPGA器件大气中子单粒子效应实时测量试验数据中阿尔法粒子、热中子和大气中子三种成份各自的贡献，从而获得大气中子导致的FPGA器件单粒子效应失效率，从而提高FPGA器件大气中子单粒子效应敏感性的定量评价结果的准确性，为***级的评价提供基础数据，解决我国目前FPGA器件大气中子单粒子效应评价方法缺失的难题。
根据上述大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，本发明实施例还提供一种可读存储介质和一种计算机设备。可读存储介质上存储有可执行程序，该程序被处理器执行时实现上述大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法的步骤；计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的可执行程序，处理器执行程序时实现上述大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法的步骤。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，其特征在于，包括以下步骤：
对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的总失效率；
获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率；
获取由热中子导致的FPGA器件的第二失效率；
根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率。
2.根据权利要求1所述的大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，其特征在于，所述获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率的步骤包括以下步骤：
通过阿尔法粒子放射源对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的阿尔法粒子单粒子效应截面参数；
获取所述FPGA器件自身放射的阿尔法粒子通量；
根据所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数和所述阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率。
3.根据权利要求1所述的大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，其特征在于，所述获取由阿尔法粒子导致的FPGA器件的第一失效率的步骤包括以下步骤：
通过粒子加速器对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的阿尔法粒子单粒子效应截面参数，其中，所述粒子加速器的粒子源为阿尔法粒子；
获取所述FPGA器件自身放射的阿尔法粒子通量；
根据所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数和所述阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率。
4.根据权利要求2或3所述的大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，其特征在于，所述根据所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数和所述阿尔法粒子通量获取所述FPGA器件的第一失效率的步骤包括以下步骤：
根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的第一失效率：
λ1＝σ阿尔法×F阿尔法×109
式中，λ1为所述第一失效率，σ阿尔法为所述阿尔法粒子单粒子效应截面参数，F阿尔法为所述阿尔法粒子通量。
5.根据权利要求1所述的大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，其特征在于，所述获取由热中子导致的FPGA器件的第二失效率的步骤包括以下步骤：
通过热中子反应堆对所述FPGA器件进行辐照，获取所述FPGA器件的热中子单粒子效应截面参数；
获取大气中子单粒子效应实时检测环境的热中子通量；
根据所述热中子单粒子效应截面参数和所述热中子通量获取所述FPGA器件的第二失效率。
6.根据权利要求5所述的大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，其特征在于，所述根据所述热中子单粒子效应截面参数和所述热中子通量获取所述FPGA器件的第二失效率的步骤包括以下步骤：
根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的第二失效率：
λ2＝σ热中子×F热中子×109
式中，λ2为所述第二失效率，σ热中子为所述热中子单粒子效应截面参数，F热中子为所述热中子通量。
7.根据权利要求1所述的大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法，其特征在于，所述根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率的步骤包括以下步骤：
根据以下函数关系式获取所述FPGA器件的目标失效率：
λ目标＝λ总-(λ1+λ2)
式中，λ目标为所述目标失效率，λ总为所述总失效率，λ1为所述第一失效率，λ2为所述第二失效率。
8.一种大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分***，其特征在于，包括以下模块：
总失效率获取模块，用于对FPGA器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述FPGA器件的单粒子效应总失效率；
第一失效率获取模块，用于获取所述FPGA器件由阿尔法粒子导致的第一失效率；
第二失效率获取模块，用于获取所述FPGA器件由热中子导致的第二失效率；
目标失效率获取模块，用于根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取由大气中子导致的FPGA器件的目标失效率。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7任一项大气中子下FPGA单粒子效应检测数据区分方法的步骤。
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