SRAM型FPGA单粒子翻转效应加固方法

《SRAM型FPGA单粒子翻转效应加固方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年8月北京航空航天大学学报August2014第40卷第8期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．8======================================================================================SRAM型FPGA单粒子翻转效应加固方法姜昱光韩建伟朱翔蔡明辉(中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190)摘要：应用重离子加速器和皮秒脉冲激光器开展Virtex—IIFPGA(FieldProgramma—

2、bleGateArray)单粒子效应加固方法有效性研究．实验结果表明，同时应用三模冗余和动态刷新加固方法能够完全纠正单粒子效应产生的功能错误．实验获得数据加密算法在不同单粒子效应加固方法下功能错误截面，发现少量的存储位翻转就可以导致程序功能错误；程序功能对存储位翻转较敏感．分析Virtex．IIFPGA不同加固方法在不同卫星轨道的有效性，同时应用动态刷新和三模冗余加固方法，可以完全校正由于存储位翻转造成的功能错误．重离子加速器和脉冲激光器实验结果同时表明，脉冲激光可以模拟重离子加速器研究单粒子效应加固方法有效性．关键词：三模冗余；动态刷新；脉冲激光；重离子；现场可编程门阵列中图

3、分类号：V524．3文献标识码：A文章编号：1001．5965(2014)08．1073-05SingleeventupsetmitigationtestingofSRAM-basedFPGAsJiangYuguangHanJianweiZhuXiangCaiMinghui(CenterforSpaceScienceandAppliedResearch，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)Abstract：Pulsedlaserandheavyionsirradiationexperimentwasappliedtostud

4、ytheeffectivenessofthemitigationtechniquesoftriplemodularredundancy(TMR)anddynamicscrubbingfortheVirtex-IIXC2V1000．WhenbothdynamicscrubbingandTMRmethodswereused，thedesignofdataeneryptionstand-ard(DES)wasobservedtobeessentiallyimmunetofunctionalerrors．Thecrosssectionforfunctionalerrorsutilizi

5、ngdifferentmitigationtechniqueswasobtained，andthefunctionalerrorwassensitivetoconfigurationmemoryupsets．AccordingtoerrorratesofaVirtex—IIXC2V1000inpolarorbitforconfigurationmemory，dy-namicscrubbingincombinationwithTMRcanrepairthedesigntomaintainstateinformation，andtheonlyef-feetivemitigation

6、methodforanSRAM-basedfieldprogrammablegatearray(FPGA)designintendedforspaceflightistoincorporatebothTMRandscrubbing．TheresultshowsthatpulsedlasercanbeusedtoevaluatethemitigationtechniquesofTMRanddynamicscrubbing．Keywords：triplemodularredundancy；dynamicscrubbing；pulsedlaser；heavyions；fieldpro

7、gramma—blegatearray(FPGA)由于SRAM(StaticRandomAccessMemory)型FPGA(FieldProgrammableGateArray)相对于传统的ASICs设计周期较短，成本更低，尤其是其可编程性使卫星在轨编程成为可能，因而其在空间电子设备中的应用越来越广泛．但该器件的配置存储位对空间中的单粒子效应较为敏感，单粒子翻转会影响可编程逻辑和布线资源，威胁整个芯片的正常工作甚至可能导致用户的电路出现功收稿日期：2013-09-04；网络出版时间：201