论文部分内容阅读
随着电子技术的不断发展和进步,FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)以其强大的可编程逻辑性能成为实现数字系统的主流平台之一,被广泛地应用于航空航天等军事领域。然而在太空高辐射环境中存在各种各样的高能粒子,FPGA极易受到粒子轰击,从而引发单粒子翻转等效应,导致系统发生故障,功能运行异常。因此对FPGA容错方法及可靠性的研究具有相当重要的意义。 本文通过将三模冗余容错设计和FPGA局部动态可重构方法相结合,对SRAM型FPGA的单粒子翻转故障进行了容错方法的研究和设计。设计方案采用自定义重构处理器控制整个局部动态重构过程。本设计方案对功能模块进行三模冗余备份,并和局部动态可重构技术相结合,使其能够在功能模块出现故障之后自动检测错误,并完成自动在线修复,恢复功能模块运行。 最后,在实验室环境下对容错系统进行了功能测试和验证。分析结果表明,基于自定义重构处理器的局部动态可重构系统容错能力强,可以检测功能模块的故障信息并准确定位,自动完成修复过程,可靠性和稳定性高。该设计方案使用的资源远小于常用的基于嵌入式处理器的重构系统,有效节省了芯片资源。