赛灵思静态随机存储器型FPGA单粒子翻转检测

《赛灵思静态随机存储器型FPGA单粒子翻转检测》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、!!"#$%&!'"$(航!天!器!工!程第%&卷!第(期!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!&(!!!!)*+,-,.+/0-'12'--.2'134%4年%%月赛灵思静态随机存储器型!"#$单粒子翻转检测吕!达!吴!飞!陆!华!航天恒星科技有限公司"北京!%4445(#摘!要!以6272'66,3!8444现场可编程门阵列!/*1+"为例#分别通过2,+*和)9#9:;<=>?接口对配置存储器进行回读检测#并通过局部动态重构的方法实现了故障注入#对单粒翻转!)-@"检测方法进行验证$结果证明回读与重配置是进行/*1+抗)-@设计的有

2、效方法$关键词!现场可编程门阵列%单粒子翻转%配置存储器%检测中图分类号!0'&5!!文献标志码!+!!文章编号!%(A8<5AB5"34%4#4(<44&(<4(%&'&(')*+,)*+-&.&/&*'012&'2345678796,:$;.<=2&>!"#$7@C>!D@/9E!7@FG>!)?>:9);>H09:IJ"#"KL,"$7;M$"N9EOEJK%4445(",IEJ>#$?2'5=('$0I9:"JPEKGH>;E"J=9="HL"P6,3!8444EQH9>MR>:S;IH"GKI2,+*>JM)9#9:;=>?">JM;I9

3、:"JPEKGH>;E"JM>;>>H9T9HEPE9MU0I9QE=G#>;E"J"P)-@EQE=?#9=9J;9MRLH9:"JPEKGH>;EJK"J9PH>=9"P:"JPEKGH>;E"J=9="HLVE;IMEPP9H9J;M>;>U0I9H9QG#;QQI"V;I>;H9>MR>:S>JMH9:"JPE;E"J"P;I9).+WR>Q9M/*1+EQ>J9PP9:;ET9V>L;"=E;EK>;9)-@U@&AB45>2$/*1+%)-@%:"JPEKGH>;E"J=9="HL%M9;9:;E"J概率极低&据'+)+测试数

4、据显示"每A4年才可(%)%!引言能发生一次&故配置存储单元)-@是/*1+抗)-@设计中最重要的内容&太空环境下"赛灵思!6272'6#静态随机存储目前抗)-@的措施包括通过一定厚度的材料器!).+W#型的现场可编程门阵列!/*1+#容易受进行辐射屏蔽'冗余设计'擦洗!):HGRREJK#以及系到单粒子翻转!)-@#的影响&/*1+片内所有统监控与重配置等&).+W都可能受到)-@的影响"包括配置存储单冗余的方法包括采用多个完成相同功能的器件元'用户逻辑单元'配置逻辑寄存器&配置存储单元进行备份以及在同一器件中三模冗余容错技术(3)的内容决定着/

5、*1+的功能"配置存储单元发生翻!0W.#"冗余设计的假设前提是$任何两个存储(8)转会导致/*1+功能持续改变"直至下次重新配置单元的同一位不会在同一时间发生)-@效应&完成&用户逻辑单元包括块.+W!N.+W#以及可采用多个完成相同功能的器件备份可以提高可靠编程逻辑单元!,7N#'可编程2Y单元!2YN#中的触性"但会造成体积和功耗的增加%三模冗余设计可以(B

6、/2#的内容"会导致擦洗的方法是指周期性的刷新存储单元中的内/*1+配置功能失效"但配置控制寄存器发生错误容"可以减少受到)-@而发生翻转的概率"这种方收稿日期!34%4<4(<%4$修回日期!34%4<4(<84作者简介!吕达!%&54X"#男#硕士#主要从事/*1+的信号处理方面的研究$!!第(期!!!!!!!!!!吕!达等$赛灵思静态随机存储器型/*1+单粒子翻转检测&A法的优点是无需额外的硬件逻辑资源"实现简单"其故障集由实际发生在系统中的故障组成&故障缺点是无法对擦洗数据进行校验"不能判断是否发集是通过对故障模型进行分析得到的集合&对于单

7、(()生过)-@"而且只能恢复暂态故障&同时"如果粒子故障集来说"故障集包括了)-@')-/2'单粒子(A)擦洗的时间间隔越大"可靠性就会降低&锁定!)-7#等"其中)-@故障集包括,7N故障'对配置存储器进行回读和重配置是一种有效的2YN故障'全局时钟!1,7#故障以及N.+W2J<抵抗)-@的方法"在/*1+实时运行过程中"回读;9H:"JJ9:;故障等&配置存储器"并对读出的数据进行校验"如果发现错/*1+配置存储器)-@检测可以通过2,+*(5)误则重新配置&目前'+)+'日本的智能卫星和)9#9:;W>?接口实现&通过2,+*接口"/*

8、1+(&)!)=>H;)>;#工作组都进行了基于这种结构的卫星可以在普通星载软件无线电平台实现对自身的(%4)信号处理平台