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《一種基于FPGA的抗輻射加固星載ASIC設計方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、V01．25No．4航天器工程第25卷第4期74SPACECRAFTENGINEERING2016年8月一種基于FPGA的抗輻身,-JtJn固星載ASIC設計方法常克武1王海濤2張弓2汪路元2(1中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室，北京100054)(2北京空間飛行器總體設計部，北京100094)摘要針對靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)型現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)空間應用的問題，提出了基于FPGA星載抗輻射加固專用集成電路(ASIC)設計的全流程，并重點對掃描鏈設計、存儲器內(nèi)建自測試、自動向量生成、ASIC封裝設計、散熱設計、加電振動試驗等關(guān)鍵點的設計方法和注意事項進行了
2、介紹。通過設計、測試、封裝、試驗，實現(xiàn)了基于靜態(tài)隨機存儲器型FPGA轉(zhuǎn)化為抗輻射加固ASIC。ASIC抗輻射總劑量大于100krad(Si)，抗單粒子閂鎖(SEL)閾值大于75MeV·cm2／mg，抗單粒子翻轉(zhuǎn)(SEU)閾值大于22MeV·cm2／mg，滿足空間應用的要求，具有很好的應用前景。關(guān)鍵詞專用集成電路；空間環(huán)境輻射；單粒子效應；設計流程中圖分類號：V473文獻標志碼：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2016．04．012ADesignMethodforRadiationHardenedSpace-borneAISCBase
3、donFPGACHANGKewulWANGHaita02ZHANGGon92WANGLuyuan2(1ChinaSatelliteNavigationOffice，Beijing100054，China)(2BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beiiing100094，China)Abstract：FocusingontheproblemofSRAMappliedinspaceenvironment，thispaperpresentsadesignflowofaspace—borneradiationh
4、ardenedASIC(applicationspecificintegratedcircuit)whosedesignisbasedonFPGA，mainlyintroducesthedesignmethodsandrelatedconsiderationofscanchain。MBIST(memorybuiltinselftest)，ATPG(automatictestpatterngeneration)，packagedesign，heatdissipationandelectrifiedvibrationtestwhicharekeypoitstoth
5、eprocessofASICdesign．Throughdesign，verification，packageandtest，theSRAMconvertstOradiationhardenedASIC．Thetotalanti—radiationdoseofthisASICisgreaterthan100krad(Si)．Moreo—ver，thesingleeventlatch—upthresholdenergyofthisAISCisgreaterthan75MeV。cm2／mg，whileitsSEUthresholdenergyisgreaterth
6、an22MeV·cm2／mg．Anti—radiationcharacteristicsofASICwillgivesitabrightfutureforextension．Keywords：applicationspecificintegratedcircuit(ASIC)；spaceradiation；singleeventupseteffects；designflow1引言近年來，隨著用戶對提高衛(wèi)星功能和性能要求的急迫增長，衛(wèi)星系統(tǒng)對星載電子產(chǎn)品提出了集成度高、質(zhì)量輕、體積小、功耗低等一系列要求，靜態(tài)隨機存儲器(StaticRandomAcessMemo
7、rizer，SRAM)型現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)由于其集成收稿日期：2016-05—19；修回日期：2016-06—08作者簡介：常克武，男，碩士研究生，工程師，從事導航衛(wèi)星總體設計與研制管理工作。Email：changkewu@163．com。第4期?？宋涞龋阂环N基于FPGA的抗輻射加固星載ASIC設計方法75度高、資源豐富、設計靈活、易于修改等特點在衛(wèi)星上得到廣泛應用[1]。但是，由于衛(wèi)星運行在空間輻射環(huán)境中，F(xiàn)PGA容易受太空射線影響而產(chǎn)生單粒子效應，并且器件的集成度越高，單粒子效應的影響就越顯著，這嚴重影響和制約著航天電子儀器設備在軌工作的連續(xù)性和
8、穩(wěn)定性，嚴重影響了衛(wèi)星性能的發(fā)揮。在國
