基于fpga的故障检测与定位的容错机制的研究

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1、北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：主趁蛰声日期：型』』：五：2关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构

2、送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：垫塑声日期：导师签名：2娩日期：导师签名：2妥噬日期：¨，l-f，¨啦f。q≮fI：，煳学位论文数据集中图分类号TP391学科分类号520．60论文编号1001020110723密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名

3、张娜学号2008000723获学位专业名称计算机应用技术获学位专业代码081203课题来源北京市自然基金研究方向故障检测论文题目基于FPGA的故障检测与定位的容错机制的研究关键词FPGA，互联资源，容错，配置数据，故障检测论文答辩日期201l—05—31搴论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况●姓名职称工作单位学科专长，指导教师张杰副教授北京化工大学可靠性计算评阅入l尚亮副教授北京化工大学核磁共振，医学成像评阅人2李辉副教授北京化工大学信息安全技术评阅人3评阅人4评阅人5徽员蝴赵瑞莲教授北京化工大学软件测试与软

4、件可靠性答辩委员1王学伟教授北京化工大学电子信息与测控答辩委员2何苏勤教授北京化工大学嵌入式系统，DSP答辩委员3尤枫副教授北京化工大学软件测试答辩委员4胡伟副教授北京化工大学计算机图形学答辩委员5征：一．四．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在Ⅸ中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745—9)《学科分类与代码》中查询。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。基于FPGA的故障检测与定位的容错机制的研究摘要由于现场可编程门阵列FPGA具有可多次编

5、程、结构灵活和可靠性高的特点，被应用于大型数字系统中。一旦这些数字系统发生了故障，必将造成人员和财产的巨大损失，因此该系统需要具有高的可靠性。实际应用发现，实现容错的常规方法已经不能满足实际的要求，亟待一种新的容错方法进一步满足实际需求。因此，本文针对有限资源FPGA芯片进行研究，克服了高品质芯片使用久了也会出错或增加系统备份和冗余会使系统的体积、重量和成本急剧增加的缺陷，探究出一种新的基于FPGA的故障检测方法。通过分析高可靠性系统的应用背景和意义，在深入剖析FPGA芯片体系结构的基础上，针对FPGA互联资源的故障

6、覆盖率不高和故障定位不精确的缺陷进行研究，提出了一种有效提高故障覆盖率和故障定位精确度的方法。该方法根据FPGA可多次编程的特点，增加编程模型，可将互联资源的单故障定位到具体开关或一对线段，并可覆盖互联资源的全部单故障。本文在分析典型的FPGA故障检测方法的基础上，完成了基于配置数据的故障检测方法的模块设计，成功设计了三个功能模块，并完成仿真验证。最后，探究了基于配置数据的故障检测方法的关键问题。关键词：FPGA，互联资源，容错，配置数据，故障检测IIusedinla玛edigitalsystems．Therefor

7、e，oncethedigitalsystemfails，itwillcausethegreatlossesinpeopleandproperty’thathighreliability．Intherealapplication，conVentionalfault-tolerantmethodscannotsatis矽theacmalrequirements，soweneedanewfault—tolerantmethodtoimproVetheresults．Therefore，misthesishaVesomere

8、searchofFPGAchipwithlimitedresourCes，oVercomethedefectsofhigh—qualitychipsaboutsystemerrorsunderalongtimeortheincreasedefectsinsystemsize，weightandcostbyenla玛esystembackupan