FPGA(Field Programmable Gate Array),是一种区别于定制电路ASIC的半定制电路,FPGA具有成型快速,成本低廉,灵活性强的优点,被越来越多的工业制造领域所采用。但随着FPGA工艺的不断提高,FPGA的可靠性,FPGA系统对于错误的敏感性越来越高,业界对于具有容错能力的FPGA技术有了更多的需求,而单粒子效应(Single Event Effect)引起的各种类型故障,主要是以单粒子翻转为代表的软错误(Soft Error),对于SRAM型FPGA的逻辑存储内容有明显的影响。为了保证可靠性,大量的FPGA系统有了容错设计的需求。因此,SRAM型FPGA系统容错成为了一项很重要的课题。本文针对SRAM型FPGA,分析FPGA的片上资源和结构以及软错误易发的器件类型,结合门级故障模拟技术真实性高和RTL级故障模拟技术可控制性强和可观察性好的优点,设计与实现了面向FPGA的软错误故障模拟工具。对于门级故障模拟层级,门级存储器逻辑内容通过进行FPGA片上资源查找结构构建,进行TCL自动化脚本的构建,完成在网表文件上的修改,重新综合下载实现故障模拟。对于RTL级故障模拟层级,RTL级故障模拟单元通过VHDL代码扫描和故障传播网络构建确定故障单元位置,通过代码突变单元技术和故障模拟通信模块硬件,完成系统在线运行时的RTL级故障模拟单元激活。为了将两种层次的故障模拟方法对系统的容错能力进行更精确的验证,通过TCL脚本的信号名文本的正则匹配和字符串前缀树的自动机构建,完成FPGA门级故障模拟单元与RTL级故障模拟单元的映射,实现多层次的故障模拟。最后,通过在软核CPU Leon3上和设计电路上进行故障模拟实验,对故障模拟工具在门级故障模拟,RTL级故障模拟,故障模拟单元映射等方面的功能进行了验证。