本文通过分析单粒子效应软错误在系统和典型器件中的传递方法,重析和建立了重离子引发单粒子效应软错误的失效模型,给出了Xinlinx Virtex-4单粒子翻转效应的在规范,通过重离子试验得出FPGA的故障特性,该故障特性针对CPU+FPGA的数字电路系统是普适且有效的,可以作为针对CPU+FPGA系统的故障注入的故障特性依据。分析和总结了针对空间飞行器系统的多层次故障注入方法,一是基于硬件模拟的故障注入方法是指通过芯片与芯片间,模块与模块间,系统与系统间使用转接接口或者探针的方式,将模拟的故障电信号注入到目标中,从而达到模拟目标受到单粒子效应所产生软错误的目的。二是基于软件模拟的故障注入方法是使用JTAG接口对FPGA、DSP等单粒子敏感的超大规模集成电路内部比特位进行故障注入,模拟单粒子效应对器件内部存储位或逻辑位进行位翻转操作,并通过软错误传播对芯片输出和处理结果进行人为干预。研制完成了一套软硬结合的故障注入平台。故障注入平台包含主控制器、故障注入探针、故障注入软件、故障注入接口、故障数据采集检测诊断和故障数据分析等模块,可通过探针和插件对目标进行电平幅值、信号脉宽可变的电气信号故障注入;还可通过JTAG接口对DSP或FPGA进行软故障注入。经过验证试验,最终得出了软硬件结合的故障注入方法能够模拟单粒子效应软错误对单粒子效应防护方法进行验证的结论,为后续故障注入平台和故障技术的拓展应用提供了宝贵的经验。