一種面向SRAM型FPGA的三模冗余分區(qū)自修復(fù)方法研究
2021年電子技術(shù)應(yīng)用第6期
王 鵬，劉正清，田 毅
中國民航大學(xué) 適航學(xué)院，天津300300
摘要： SRAM型FPGA的低成本及其現(xiàn)場可編程性使其在航空航天工業(yè)中很受歡迎。為解決FPGA受宇宙輻射引起的單粒子效應(yīng)(Single Event Effect，SEE)，常使用三模冗余(Triple Modular Redundancy，TMR)這一緩解技術(shù)。該技術(shù)通常與配置刷新技術(shù)一起用來加固基于SRAM的FPGA。傳統(tǒng)的TMR只能針對單個故障提供一次保護(hù)，而將三模冗余結(jié)構(gòu)進(jìn)行分區(qū)可以增強(qiáng)其環(huán)境適應(yīng)性。研究了一種將配置刷新和分區(qū)三模冗余結(jié)合的方法，并采用PRISM工具進(jìn)行模型驗證，結(jié)果表明該方法可以增強(qiáng)系統(tǒng)的可用性。
中圖分類號： TN710
文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200384
中文引用格式： 王鵬，劉正清，田毅. 一種面向SRAM型FPGA的三模冗余分區(qū)自修復(fù)方法研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(6)：92-95.
英文引用格式： Wang Peng，Liu Zhengqing，Tian Yi. A recovery methodology for SRAM-based FPGA partitioned TMR[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：92-95.
文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200384
中文引用格式： 王鵬，劉正清，田毅. 一種面向SRAM型FPGA的三模冗余分區(qū)自修復(fù)方法研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(6)：92-95.
英文引用格式： Wang Peng，Liu Zhengqing，Tian Yi. A recovery methodology for SRAM-based FPGA partitioned TMR[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：92-95.
A recovery methodology for SRAM-based FPGA partitioned TMR
Wang Peng，Liu Zhengqing，Tian Yi
College of Airworthiness，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China
Abstract： SRAM-based FPGAs are popular in the aerospace industry for their field programmability and low cost. However, they suffer from cosmic radiation-induced single event effect(SEE). Triple modular redundancy(TMR) is a well-known technique to mitigate SEEs in FPGAs that is often used with another SEE mitigation technique known as configuration scrubbing. Traditional TMR provides protection against a single fault at a time, while partitioned TMR provides improved availability. A recovery methodology to combine partitioned TMR and configuration scrubbing is presented in this paper, and the results show that the improvement in availability is achieved by the proposed methodology.
Key words : single event effect；FPGA；partitioned TMR；recovery
0 引言
隨著航天技術(shù)的蓬勃發(fā)展，航天系統(tǒng)對電子器件的性能要求越來越高。在航天電子設(shè)備的設(shè)計中，基于SRAM的FPGA由于其現(xiàn)場可編程性、維修成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其比專用集成電路(Application Specific Integrated Circuits，ASICs)更有優(yōu)勢。航天環(huán)境中的電子系統(tǒng)設(shè)計，不僅要滿足對性能的需求，數(shù)據(jù)傳輸時的可靠性和電子系統(tǒng)的可用性也必須得到保證。暴露在高電磁輻射中，工作中的電子器件會持續(xù)受到高能粒子撞擊以致輻射效應(yīng)，如單粒子翻轉(zhuǎn)(SEU)等[1]，由輻射引起的單粒子翻轉(zhuǎn)在導(dǎo)致空間環(huán)境中電子系統(tǒng)失效的原因中占很大的比例。所以需要提高電路的抗輻射干擾能力。
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作者信息：
王 鵬，劉正清，田 毅
(中國民航大學(xué) 適航學(xué)院，天津300300)
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