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《SRAM型FPGA單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)加固方法》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、2014年8月北京航空航天大學(xué)學(xué)報August2014第40卷第8期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01.40No.8======================================================================================SRAM型FPGA單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)加固方法姜昱光韓建偉朱翔蔡明輝(中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心,北京100190)摘要:應(yīng)用重離子加速器和皮秒脈沖激光器開展Virtex—IIFPGA(FieldProgramma—
2、bleGateArray)單粒子效應(yīng)加固方法有效性研究.實驗結(jié)果表明,同時應(yīng)用三模冗余和動態(tài)刷新加固方法能夠完全糾正單粒子效應(yīng)產(chǎn)生的功能錯誤.實驗獲得數(shù)據(jù)加密算法在不同單粒子效應(yīng)加固方法下功能錯誤截面,發(fā)現(xiàn)少量的存儲位翻轉(zhuǎn)就可以導(dǎo)致程序功能錯誤;程序功能對存儲位翻轉(zhuǎn)較敏感.分析Virtex.IIFPGA不同加固方法在不同衛(wèi)星軌道的有效性,同時應(yīng)用動態(tài)刷新和三模冗余加固方法,可以完全校正由于存儲位翻轉(zhuǎn)造成的功能錯誤.重離子加速器和脈沖激光器實驗結(jié)果同時表明,脈沖激光可以模擬重離子加速器研究單粒子效應(yīng)加固方法有效性.關(guān)鍵詞:三模冗余;動態(tài)刷新;脈沖激光;重離子;現(xiàn)場可編程門陣列中圖
3、分類號:V524.3文獻標(biāo)識碼:A文章編號: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)相對于傳統(tǒng)的ASICs設(shè)計周期較短,成本更低,尤其是其可編程性使衛(wèi)星在軌編程成為可能,因而其在空間電子設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛.但該器件的配置存儲位對空間中的單粒子效應(yīng)較為敏感,單粒子翻轉(zhuǎn)會影響可編程邏輯和布線資源,威脅整個芯片的正常工作甚至可能導(dǎo)致用戶的電路出現(xiàn)功收稿日期:2013-09-04;網(wǎng)絡(luò)出版時間:201