CN113018698B - 单粒子翻转修复方法、装置、放疗系统、电子设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单粒子翻转修复方法、装置、放疗系统、电子设备及介质，本发明提供的一种单粒子翻转修复方法，用于电子器件，包括以下步骤：确定所述电子器件的业务区域；根据预设等级标记策略，对所述业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区；根据预设修复条件，对所述业务分区进行层次化修复。本发明提出的单粒子翻转修复方法、装置、放疗系统、电子设备及介质，能够根据敏感等级不同，按照预设修复条件进行精确修复，能够提高修复效率和准确度。

Description

单粒子翻转修复方法、装置、放疗系统、电子设备及介质

技术领域

本发明属于可靠性设计技术领域，尤其是涉及一种单粒子翻转修复方法、装置、放疗系统、电子设备及介质。

背景技术

目前电子系统越来越多地采用了可编程器件，特别是SRAM(Static RAM，即静态随机存储器)型FPGA(Field Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)支持多次重构编程，资源丰富，性能优越，SRAM型FPGA被广泛用于信号处理、通信、控制等领域的电子系统。

但是，SRAM型FPGA对辐射很敏感，在辐射环境下易发生单粒子翻转效应，比如单粒子事件(SEUs)和单粒子瞬时效应(SETs)。因此，尤其是在辐照环境下，SRAM型FPGA并不能保证完全可靠。辐射会导致单粒子翻转效应，造成电路功能错误与故障，严重影响到应用SRAM型FPGA的电子系统的工作可靠性与使用安全。比如在医疗器械领域，RT放疗系统通过高能粒子(X射线等)辐照治疗间的患者病灶来杀死癌细胞达到治疗效果，而一些半导体器件特别是基于SRAM结构的FPGA在接收到一定剂量的辐照后，会出现CRAM(Configure SRAM，即配置静态随机存储器)Bit翻转从而导致功能中断或异常，这给在治疗间辐射区域内的控制类单板的可靠工作带来了极大的风险与安全隐患，严重影响放疗效果。

现有技术中，通常采用定时重配置的方式以期解决由辐照导致的粒子翻转问题。其工作原理如下：在设定的时间间隔内，周期性地对FPGA的CRAM进行刷新，以达到修复由辐照导致的单Bit或多Bit翻转目的。这种定时刷新CRAM的方式，虽然控制方式简单，能够在一定程度上修复由辐照导致的单Bit或多Bit翻转问题，但存在以下缺陷：

1、不管CRAM是否发生Bit翻转，均会根据定时器溢出，定期去配置CRAM。而如果定时重配置发生在给病人放疗的过程中，就会导致放疗中止，不仅效率低下，而且会给当前正在进行的放疗工作带来不必要的困扰，甚至影响治疗效果。

2、这种定时重配置的方式，无法在线根据CRAM实际发生bit翻转的情况进行重配置：比如，可能存在刷新时间未到而CRAM实际上已发生bit翻转的漏刷导致刷新不及时，以及在并未发生CRAM Bit翻转因刷新时间到而导致的过度刷新。

3、即使这种定时重配置能够及时修复CRAM的物理值，但FPGA的状态机是无法恢复的，需要通过软复位的方式才能实现。

以上这些缺陷都势必会对使用SRAM型FPGA电子系统正在执行的任务带来不可预期的影响，尤其是在放疗系统治疗过程中，这是不可接受的。

因此，如何提供一种单粒子翻转修复方法，以解决现有技术中存在的上述问题，日益成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的上述不足，提供一种单粒子翻转修复方法、装置、放疗系统、电子设备及介质，以提高FPGA的CRAM的修复效率和修复准确度。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种单粒子翻转修复方法，用于电子器件，包括以下步骤：

确定所述电子器件的业务区域；

根据预设等级标记策略，对所述业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区；

根据预设修复条件，对所述业务分区进行层次化修复。

可选地，所述电子器件包括SRAM型FPGA；所述确定所述电子器件的业务区域包括，确定所述SRAM型FPGA的业务区域；

所述根据预设等级标记策略，对所述业务区域进行敏感等级标记，包括：根据对辐照的敏感程度，对所述SRAM型FPGA的业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区。

可选地，所述根据预设修复条件，对所述业务分区进行层次化修复，包括：根据标记的所述敏感等级，若在线检测所述业务区域需要修复，则根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，其中，所述修复机制包括所述敏感等级和修复策略的对应关系。

可选地，所述根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，包括：根据实时记录的所述FPGA的运行状态参数，对所述FPGA的运行状态进行修复，以使得所述FPGA无中断运行。

可选地，所述业务区域包括所述SRAM型FPGA的CRAM；所述根据对辐照的敏感程度，对所述SRAM型FPGA的业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区，其中，所述业务分区的划分方法，包括：

根据功能模块的重要程度，将所述CRAM划分为若干个业务分区，每个所述业务分区标记有所述敏感等级。

可选地，所述CRAM包括有效区和无效区，所述有效区为功能区，其上存储所述功能模块对应的程序指令代码；所述无效区为无功能区，为所述功能区之外的区域；

所述根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，包括：根据预设的修复机制，对所述有效区进行层次化修复。

可选地，所述敏感等级共有四个等级，包括：第一优先级等级、第二优先级等级、第三优先级等级和第四优先级等级；

所述修复机制包括所述敏感等级和修复策略的对应关系，其中，所述敏感等级和修复策略的对应关系包括：

敏感等级标记为所述第一优先等级的所述业务分区包括无效区，其修复策略为无需处理；

敏感等级标记为所述第二优先等级的所述业务分区包括非关键业务区，对应的修复策略为定时周期性处理；

敏感等级标记为所述第三优先等级的所述业务分区包括较关键业务区，对应的修复策略为闲置状态进行处理；

敏感等级标记为所述第四优先等级的所述业务分区包括关键业务区，对应的修复策略为启动冗余备份机制进行处理，同时修复损伤。

可选地，所述冗余备份机制包括：停止第一业务分区，启动第二业务分区代替所述第一业务分区；所述第二业务分区为所述第一业务分区的备份，且所述第一业务分区与所述第二业务分区的敏感等级相同；

和/或

所述同时修复损伤包括，使用正确的程序指令代码段重新配置所述第一业务分区。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种具有单粒子翻转修复功能的FPGA装置，所述具有单粒子翻转修复功能的FPGA装置包括SRAM型FPGA、与所述SRAM型FPGA连接的PCIe主机以及FPGA配置单元；

其中，所述SRAM型FPGA配置有安全设备管理模块；所述PCIe主机上存储有用于配置所述SRAM型FPGA的程序指令代码；

所述SRAM型FPGA被配置为：根据对辐照的敏感程度，其业务区域被标记有敏感等级，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区，所述业务分区被配置为存储程序指令代码段；

所述安全设备管理模块被配置为根据标记的所述敏感等级，在线检测所述业务区域是否需要修复；

若所述安全设备管理模块检测到所述业务区域需要修复时，则通知所述FPGA配置单元；

FPGA配置单元被配置为根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，其中，所述修复机制包括所述敏感等级和修复策略的对应关系。

可选地，所述FPGA配置单元被配置为根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，还包括：

所述FPGA配置单元还用于根据实时记录的所述FPGA的运行状态参数，对所述FPGA的运行状态进行修复，以使得所述FPGA无中断运行。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种放疗系统，所述放疗系统包括SRAM型FPGA，所述SRAM型FPGA采用上述任一项所述的单粒子翻转修复方法进行修复；或包括上述任一项所述的具有单粒子翻转修复功能的FPGA装置。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器以及存储设备，所述处理器适于实现各指令，所述存储设备适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述任一项所述单粒子翻转修复方法的步骤。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可执行的指令，当所述计算机可执行的指令被执行时实现上述任一项所述单粒子翻转修复方法的步骤。

与现有技术相比，本发明提出的单粒子翻转修复方法，具有以下有益效果：

本发明提出的单粒子翻转修复方法，用于电子器件，包括以下步骤：确定所述电子器件的业务区域；根据预设等级标记策略，对所述业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区；根据预设修复条件，对所述业务分区进行层次化修复。由此可见，本发明提出的单粒子翻转修复方法能够根据敏感等级不同，按照预设修复条件进行精确修复，即使在电子器件使用过程中进行修复也不需要重启该电子器件，不会中断电子器件正在进行的工作。进一步地，若使用本发明提供的单粒子翻转修复方法进行修复的所述电子器件用于放疗系统时，能够避免放疗系统在放疗过程中的放疗中止的风险，从而避免了由于放疗中止给用户带来的不必要困扰，为放疗工作的顺利进行提供重要保证。更进一步地，本发明提供的单粒子翻转修复方法，能够解决现有技术的定时重配置存在的漏刷导致刷新不及时、以及在并未发生CRAM Bit翻转因刷新时间到而导致的过度刷新问题，提高了修复效率和准确度。

进一步地，本发明提供的单子翻转修复方法，所述CRAM包括有效区和无效区，所述有效区为功能区，其上存储所述功能模块对应的程序指令代码；所述无效区为无功能区，为所述功能区之外的区域；且能够根据预设的修复机制，对所述有效区进行层次化修复。如此配置，本发明提供的单粒子翻转修复方法将重要程度较高的功能模块加载至低敏感等级的区域，同时通过对CRAM进行层次化敏感度标记，对不同灵敏度的区域发生的翻转进行可选择修复：对于无功能的区域，此区域的BIT翻转，无需处理，而不影响关键工作流程的中断。对于有效区，根据功能模块进行划分，同时标记各模块的优先级等级。从而能够实现层次化、有针对性的单粒子翻转修复。

由于本发明提供的FPGA装置、放疗系统及电子设备及介质与本发明提供的单粒子翻转修复方法属于同一发明构思，因此，至少具有相同的有益效果，在此，不再一一赘述。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的单粒子翻转修复方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的单粒子翻转修复方法对应的层次化修复示意图；

图3为本发明一实施例提供的具有单粒子翻转修复功能的FPGA装置示意图；

图4为本发明一实施例提供的一种电子设备的架构示意图；

其中，附图标记说明如下：

110-处理器，120-存储器，130-通信接口，140-通信总线。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的单粒子翻转修复方法、装置、放疗系统、电子设备及介质作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。

为了便于理解，以下先对本发明提供的一种单粒子翻转修复方法的总体流程进行说明，再对所述单粒子翻转修复方法的各个步骤进行详细说明。

本实例提供了一种单粒子翻转修复方法，用于电子器件，参见图1，图1为本实施例提供的单粒子翻转修复方法的流程示意图。从图1可以看出，本实施提供的单粒子翻转修复方法，包括以下步骤：

步骤S1：确定所述电子器件的业务区域。

步骤S2：根据预设等级标记策略，对所述业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区。

步骤S3：根据预设修复条件，对所述业务分区进行层次化修复。

如此配置，本发明提出的单粒子翻转修复方法能够根据敏感等级不同，按照预设修复条件进行精确修复，即使在电子器件使用过程中进行修复也不需要重启该电子器件，不会中断电子器件正在进行的工作。进一步地，若使用本发明提供的单粒子翻转修复方法进行修复的所述电子器件用于放疗系统时，能够避免放疗系统在放疗过程中的放疗中止的风险，从而避免了由于放疗中止给用户带来的不必要困扰，为放疗工作的顺利进行提供重要保证。更进一步地，本发明提供的单粒子翻转修复方法，能够解决现有技术的定时重配置存在的漏刷导致刷新不及时、以及在并未发生CRAM Bit翻转因刷新时间到而导致的过度刷新问题，提高了修复效率和准确度。

具体地，在一些实施方式中，步骤S1中，所述电子器件包括SRAM型FPGA；所述确定所述电子器件的业务区域包括，确定所述SRAM型FPGA的业务区域。进一步地，步骤S2中，所述根据预设等级标记策略，对所述业务区域进行敏感等级标记，包括：根据对辐照的敏感程度，对所述SRAM型FPGA的业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区。

作为优选实施方式，步骤S3中，所述根据预设修复条件，对所述业务分区进行层次化修复，包括：根据标记的所述敏感等级，若在线检测所述业务区域需要修复，则根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，其中，所述修复机制包括所述敏感等级和修复策略的对应关系。

如此配置，能够充分结合所述SRAM型FPGA的业务区域对辐照的敏感程度，根据标记的所述敏感等级，若在线检测所述业务区域需要修复则根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，从而在实现有针对性的精准修复的同时，减少了不必要的冗余修复。

优选地，在一些实施方式中，所述根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，包括：根据实时记录的所述FPGA的运行状态参数，对所述FPGA的运行状态进行修复，以使得所述FPGA无中断运行。

优选地，在一些实施方式中，所述业务区域包括所述SRAM型FPGA的CRAM。所述根据对辐照的敏感程度，对所述SRAM型FPGA的业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区，其中，所述业务分区的划分方法，包括：根据功能模块的重要程度，将所述CRAM划分为若干个业务分区，每个所述业务分区标记有所述敏感等级。较佳地，所述功能模块对应的程序指令代码被加载至所述CRAM，所述功能模块有若干个，每个所述功能模块包括若干个业务子模块，所述业务分区被配置为存储所述业务子模块对应的程序指令代码段。

优选地，在一些实施方式中，所述CRAM包括有效区和无效区，所述有效区为功能区，其上存储所述功能模块对应的程序指令代码；所述无效区为无功能区，为所述功能区之外的区域。具体地，所述根据功能模块的重要程度，将所述CRAM划分为若干个业务分区，包括：根据功能模块的重要程度，将所述CRAM的所述有效区划分为若干业务分区。所述根据标记的所述敏感等级，在线检测所述业务区域是否需要修复，包括：根据标记的所述敏感等级，在线检测所述有效区是否需要修复。所述根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，包括：根据预设的修复机制，对所述有效区进行层次化修复。

如此配置，将重要程度较高的功能模块加载至低敏感等级的区域，同时通过对CRAM进行层次化敏感度标记，对不同灵敏度的区域发生的翻转进行可选择修复：对于无功能的区域，此区域的BIT翻转，无需处理，而不影响关键工作流程的中断。对于有效区，根据功能模块进行划分，同时标记各模块的优先级等级。从而能够实现层次化、有针对性的修复。

优选地，所述敏感等级共有N个，N≥2。在一些实施方式中，所述敏感等级共有四个等级，即N＝4。包括：第一优先级等级、第二优先级等级、第三优先级等级和第四优先级等级。本领域的技术人员可以理解地，本发明并不限制所述敏感等级的具体个数以及所述修复机制的具体内容。

所述修复机制包括所述敏感等级和修复策略的对应关系，其中，所述敏感等级和修复策略的对应关系包括：敏感等级标记为所述第一优先等级的所述业务分区包括无效区，其修复策略为无需处理；敏感等级标记为所述第二优先等级的所述业务分区包括非关键业务区，对应的修复策略为定时周期性处理；敏感等级标记为所述第三优先等级的所述业务分区包括较关键业务区，对应的修复策略为闲置状态进行处理；敏感等级标记为所述第四优先等级的所述业务分区包括关键业务区，对应的修复策略为启动冗余备份机制进行处理，同时修复损伤。如此配置，本发明提供的单粒子翻转修复方法，针对不同的区域，采用不同的修复策略，能够实现精准修复，从而提高修复效率和准确度。

优选地，在一些实施方式中，所述冗余备份机制包括：停止第一业务分区，启动第二业务分区代替所述第一业务分区；所述第二业务分区为所述第一业务分区的备份，且所述第一业务分区与所述第二业务分区的敏感等级相同。比如，在一些较佳实施方式中，所述敏感等级标记为所述第四优先等级的所述业务分区包括关键业务区，对应的修复策略为启动冗余备份机制进行处理，同时修复损伤；如此配置，能够进一步提高修复的效率。

优选地，在一些实施方式中，所述同时修复损伤包括，使用正确的程序指令代码段重新配置所述第一业务分区。比如，在一些较佳实施方式中，所述敏感等级标记为所述第四优先等级的所述业务分区包括关键业务区，对应的修复策略为启动冗余备份机制进行处理，同时修复损伤；所述重新配置所述第一业务分区的方法包括采用CvP更新模式对所述SRAM型FPGA进行配置。

可以理解地，在步骤S3的所述根据预设修复条件，对所述业务分区进行层次化修复之前，还包括，采用CvP更新模式对所述SRAM型FPGA进行配置。具体地，所述采用CvP更新模式对所述SRAM型FPGA进行配置，所述SRAM型FPGA在上电时加载前置代码(peripheralimage)，之后加载若干所述程序指令代码段。

将所述程序指令代码段(逻辑代码)从FLASH加载到FPGA的CRAM，加载有所述程序指令代码段的区域即为有效区，没有加载所述程序指令代码段的区域为无效区。无效区即为无功能的区域，此区域的BIT翻转，可以无需处理；在根据对辐照的敏感程度，对所述有效区进行敏感等级标记。对于医疗设备，在进行单粒子翻转修复时，不会导致关键治疗流程的中断。

具体地，在其中一个实施方式中，参见图2，图2为本发明实施例提供的单粒子翻转修复方法对应的层次化修复示意图。从图2可以看出：本实施方式提供的敏感等级共有3个，分别为等级0、等级1和等级2，每个敏感等级分别具有2个分区。其中，敏感等级标记为等级0的共有分区1和分区2两个业务分区，其对应的修复策略为无需处理；敏感等级标记为等级1的共有分区2和分区5两个业务分区，其对应的修复策略为定期处理；敏感等级标记为等级2的共有分区3和分区3备份两个业务分区，其对应的修复策略为启动冗余备份同时修复损伤。单板从机FPGA CRAM与远程主机连接，从而实现电子器件的检测与修复。

在另一实施方式中，参见表一，表一为该实施例提供的单粒子翻转修复方法敏感等级划分示例。在实施例中，敏感等级共有10个，不同的敏感等级的业务分区对应不同的修复策略。

表一：

综上所述，本发明提供的单粒子翻转修复方法，针对FPGA Configure RAM的不同区域对辐射的敏感度不同，根据业务功能的重要等级和风险等级将关键的业务功能模块设定在不敏感的区域，提高业务功能区的耐辐射能力，从而提高可靠性，而将辅助业务模块等不太重要的模块设置在较敏感的区域，通过对逻辑合理的分区与规划，提高抗辐射方案的精准度和效率。

本发明的再一实施例还提供了一种具有单粒子翻转修复功能的FPGA装置，参见图3，图3为本实施例提供的具有单粒子翻转修复功能的FPGA装置示意图。从图3可以看出，本实施例提供的具有单粒子翻转修复功能的FPGA装置包括SRAM型FPGA、与所述SRAM型FPGA连接的PCIe主机(Host)以及FPGA配置单元；其中，所述SRAM型FPGA配置有安全设备管理模块(SDM)；所述PCIe主机上存储有用于配置所述SRAM型FPGA的程序指令代码；所述SRAM型FPGA被配置为：根据对辐照的敏感程度，其业务区域被标记有敏感等级，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区，所述业务分区被配置为存储程序指令代码段；所述安全设备管理模块被配置为根据标记的所述敏感等级，在线检测所述业务区域是否需要修复；若所述安全设备管理模块检测到所述业务区域需要修复时，则通知所述FPGA配置单元；FPGA配置单元被配置为根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，其中，所述修复机制包括所述敏感等级和修复策略的对应关系。

具体地，结合图3，FPGA处理器作为PCIe拓扑的EP(endpoint device)，右侧外挂一块Flash用于外围image加载初始化部分接口。左侧为PCIe主机用于存储Core Image(程序指令代码)不同分区，此PCIe主机作为PCIe的RC(Root Complex)，布局在非辐射环境区域，保证了Image源数据不受辐射损伤。当处在辐射环境中的FPGA的敏感区域Configure SRAM发生单粒子翻转时，安全设备管理模块识别对应的区域后按优先级的进行区域升级来修复损伤而不需要重启系统，所述Image源数据通过PCIe Link加载/更新至所述FPGA，同时不影响其它区域逻辑正常运行。

优选地，在一些实施方式中，所述FPGA配置单元被配置为根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，还包括：所述FPGA配置单元还用于根据实时记录的所述FPGA的运行状态参数，对所述FPGA的运行状态进行修复，以使得所述FPGA无中断运行。

优选地，在一些实施方式中，所述SRAM型FPGA的业务分区标记的所述敏感等级共有四个，包括：第一优先级等级、第二优先级等级、第三优先级等级和第四优先级等级。其中，被标记为所述第一优先等级的所述业务分区包括无效区，其修复策略为无需处理；被标记为所述第二优先等级的所述业务分区包括非关键业务区，对应的修复策略为定时周期性处理；被标记为所述第三优先等级的所述业务分区包括较关键业务区，对应的修复策略为闲置状态进行处理；被标记为所述第四优先等级的所述业务分区包括关键业务区，对应的修复策略为启动冗余备份机制进行处理，同时修复损伤。进一步地，所述SRAM型FPGA的业务分区包括第一业务分区和第二业务分区，所述第二业务分区为所述第一业务分区的备份，且所述第一业务分区与所述第二业务分区的敏感等级相同；其中，所述被标记为所述第四优先等级的所述业务分区包括关键业务区，对应的修复策略为启动冗余备份机制进行处理，同时修复损伤；其中，所述冗余备份机制包括停止第一业务分区，启动第二业务分区代替所述第一业务分区。进一步地，所述同时修复损伤包括，所述FPGA配置单元使用存储在所述PCIe主机上的程序指令代码段重新配置所述第一业务分区。

由于本发明提供的FPGA装置与本发明提供的单粒子翻转修复方法属于同一发明构思，因此，至少具有能够针对不同的区域，采用不同的修复策略，能够实现精准修复，从而提高修复效率和准确度等相同的有益效果，在此，不再赘述。

本发明的另一实施例提供了一种放疗系统，所述放疗系统包括SRAM型FPGA，所述SRAM型FPGA采用上述任一实施方式所述的单粒子翻转修复方法进行修复。或所述放疗系统包括上述任一实施方式所述的具有单粒子翻转修复功能的FPGA装置。

请参考图4，其示意性地给出了本发明一实施方式提供的电子设备的方框结构示意图。如图4所示，所述电子设备包括处理器110和存储器120，所述存储器120上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器110加载并执行上述任一实施方式所述单粒子翻转修复方法的步骤。本发明提供的所述单粒子翻转修复方法根据预设等级标记策略，对所述业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区；根据预设修复条件，对所述业务分区进行层次化修复，从而提高了修复效率和修复准确度。

如图4所示，所述电子设备还包括通信接口130和通信总线140，其中所述处理器110、所述通信接口130、所述存储器120通过通信总线140完成相互间的通信。所述通信总线140可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。该通信总线140可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。所述通信接口130用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

本发明中所称处理器110可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器110也可以是任何常规的处理器等，所述处理器110是所述电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分。

所述存储器120可用于存储所述计算机程序，所述处理器110通过运行或执行存储在所述存储器120内的计算机程序，以及调用存储在存储器120内的数据，实现所述电子设备的各种功能。

所述存储器120可以包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

本发明的再一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可执行的指令，当所述计算机可执行的指令被执行时实现上述任一实施方式所述单粒子翻转修复方法的步骤。本发明提供的所述单粒子翻转修复方法根据预设等级标记策略，对所述业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区；根据预设修复条件，对所述业务分区进行层次化修复，从而提高了修复效率和修复准确度。

本发明实施例的可读存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机硬盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)等)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其组合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言-诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

由于本发明提供的放疗系统、电子设备及介质与本发明提供的单粒子翻转修复方法属于同一发明构思，因此，至少具有相同的有益效果，在此，不再赘述。

应当注意的是，在本文的实施方式中所揭露的装置和方法，也可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本文的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用于执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本文各个实施方式中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

综上，上述实施例对单粒子翻转修复方法、装置、放疗系统、电子设备及介质的不同构型进行了详细说明，当然，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种单粒子翻转修复方法，其特征在于，用于电子器件，包括以下步骤：

确定所述电子器件的业务区域；其中，所述电子器件包括SRAM型FPGA；

根据预设等级标记策略，对所述业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区；

根据预设修复条件，对所述业务分区进行层次化修复；

其中，所述根据预设修复条件，对所述业务分区进行层次化修复，包括：

根据标记的所述敏感等级，若在线检测所述业务区域需要修复，则根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区；其中，所述修复机制包括所述敏感等级和修复策略的对应关系；所述敏感等级根据所述SRAM型FPGA的业务区域对辐照的敏感程度得到。

2.根据权利要求1所述的单粒子翻转修复方法，其特征在于，所述根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，包括：根据实时记录的所述FPGA的运行状态参数，对所述FPGA的运行状态进行修复，以使得所述FPGA无中断运行。

3.根据权利要求1所述的单粒子翻转修复方法，其特征在于，所述业务区域包括所述SRAM型FPGA的CRAM；所述根据对辐照的敏感程度，对所述SRAM型FPGA的业务区域进行敏感等级标记，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区，其中，所述业务分区的划分方法，包括：

根据功能模块的重要程度，将所述CRAM划分为若干个业务分区，每个所述业务分区标记有所述敏感等级。

4.根据权利要求3所述的单粒子翻转修复方法，其特征在于，所述CRAM包括有效区和无效区，所述有效区为功能区，其上存储所述功能模块对应的程序指令代码；所述无效区为无功能区，为所述功能区之外的区域；

所述根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，包括：根据预设的修复机制，对所述有效区进行层次化修复。

5.根据权利要求1所述的单粒子翻转修复方法，其特征在于，所述敏感等级共有四个等级，包括：第一优先级等级、第二优先级等级、第三优先级等级和第四优先级等级；

所述修复机制包括所述敏感等级和修复策略的对应关系，其中，所述敏感等级和修复策略的对应关系包括：

敏感等级标记为所述第一优先等级的所述业务分区包括无效区，其修复策略为无需处理；

敏感等级标记为所述第二优先等级的所述业务分区包括非关键业务区，对应的修复策略为定时周期性处理；

敏感等级标记为所述第三优先等级的所述业务分区包括较关键业务区，对应的修复策略为闲置状态进行处理；

敏感等级标记为所述第四优先等级的所述业务分区包括关键业务区，对应的修复策略为启动冗余备份机制进行处理，同时修复损伤。

6.根据权利要求5所述的单粒子翻转修复方法，其特征在于，所述冗余备份机制包括：停止第一业务分区，启动第二业务分区代替所述第一业务分区；所述第二业务分区为所述第一业务分区的备份，且所述第一业务分区与所述第二业务分区的敏感等级相同；

和/或

所述同时修复损伤包括，使用正确的程序指令代码段重新配置所述第一业务分区。

7.一种具有单粒子翻转修复功能的FPGA装置，其特征在于，包括SRAM型FPGA、与所述SRAM型FPGA连接的PCIe主机以及FPGA配置单元；

其中，所述SRAM型FPGA配置有安全设备管理模块；所述PCIe主机上存储有用于配置所述SRAM型FPGA的程序指令代码；

所述SRAM型FPGA被配置为：根据对辐照的敏感程度，其业务区域被标记有敏感等级，每个所述敏感等级包括至少一个业务分区，所述业务分区被配置为存储程序指令代码段；

所述安全设备管理模块被配置为根据标记的所述敏感等级，在线检测所述业务区域是否需要修复；

若所述安全设备管理模块检测到所述业务区域需要修复时，则通知所述FPGA配置单元；

FPGA配置单元被配置为根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，其中，所述修复机制包括所述敏感等级和修复策略的对应关系。

8.根据权利要求7所述的FPGA装置，其特征在于，所述FPGA配置单元被配置为根据预设的修复机制，对所述业务区域进行层次化修复所述业务分区，还包括：

所述FPGA配置单元还用于根据实时记录的所述FPGA的运行状态参数，对所述FPGA的运行状态进行修复，以使得所述FPGA无中断运行。

9.一种放疗系统，其特征在于，包括SRAM型FPGA，所述SRAM型FPGA采用权利要求1-6中任一项所述的单粒子翻转修复方法进行修复；或包括权利要求7-8中任一项所述的具有单粒子翻转修复功能的FPGA装置。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储设备，所述处理器适于实现各指令，所述存储设备适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1至6中任一项所述单粒子翻转修复方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可执行的指令，其特征在于，当所述计算机可执行的指令被执行时实现权利要求1至6中任一项所述单粒子翻转修复方法的步骤。

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