在介绍SRAM型FPGA单粒子翻转失效率自动测试系统的设计与实现之前，首先要明确几个关键概念。SRAM型FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种基于静态随机存取存储器（SRAM）的可编程门阵列，这种FPGA在航天应用中非常关键，因为它可以通过编程来实现特定的逻辑功能。然而，在空间环境中，FPGA容易受到高能粒子的辐射影响，从而导致存储单元中存储的逻辑电平发生翻转，即所谓的单粒子翻转（Single Event Upset，SEU）。单粒子翻转会直接导致FPGA内部逻辑功能的错误，进而可能引起整个航天器运行的失效，严重影响航天任务的可靠性。
单粒子翻转失效率是指在一定的高能粒子辐射环境下，单粒子翻转导致的FPGA失效率。在轨道上，由于高能粒子通量模式（能谱）和SRAM型FPGA不同应用的动态翻转截面不同，其失效率的准确预测变得非常复杂。因此，研究者提出了一种基于单粒子翻转空时特性仿真的自动注入测试方案，目的是在地面条件下准确预计FPGA在轨道上的失效率。
自动注入测试方案包含两个主要步骤：静态翻转截面测试和失效错误比（FER）的动态注入测试。静态翻转截面测试关注的是FPGA在未加载任何应用时的翻转特性；而动态注入测试则是加载特定应用后，对FPGA进行的实际测试，以得到应用依赖的动态翻转截面。通过这两个步骤，可以实现对FPGA加载不同应用时的性能评估，以确保其在航天任务中的可靠性。
为了测试的合理性，文中提出了失效映射函数的概念。这个概念帮助我们更好地理解测试原理，并且可以将空间中的单粒子翻转事件映射到FPGA内部的逻辑电平变化上，便于分析单粒子翻转对系统功能的具体影响。
为了加快测试速度，又引入了时间维恒定失效概率特性，并提出了一种注入集缩减方法。这种方法基于高能粒子影响的时域特性是恒定的假设，减少不必要的测试项目，从而提高测试效率。测试结果的可信度与高能粒子束流实验结果进行对比，达到了90%左右的可信度，这表明该测试系统具有较高的准确性和实用性。
此外，测试系统的设计还需要考虑实际的高能粒子通量模型，这样的模型通常在如SPACERAD、CREME等国外商用分析软件中已有提供，它们可以提供特定轨道上高能粒子的分布情况。
SRAM型FPGA单粒子翻转失效率自动测试系统的设计与实现是一个涉及空间辐射效应、FPGA内部结构和逻辑功能、失效映射和仿真的复杂工程问题。该系统的开发不仅提高了航天应用中FPGA可靠性评估的准确性和效率，而且对于其他领域的辐射敏感型可编程逻辑电路的设计和测试提供了参考和指导。通过这种自动测试系统的应用，可以有效地预测和评估航天任务中可能遇到的单粒子翻转问题，确保航天器和有效载荷的高可靠性，对于提高整个航天任务的成功率具有重要意义。
