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文檔簡介
1、FPGA(Field-Programmable Gate Array)在核工業(yè)領(lǐng)域仍然是一項(xiàng)新興技術(shù),目前國內(nèi)外尚無可用于指導(dǎo)核電廠FPGA儀控系統(tǒng)開發(fā)和許可的統(tǒng)一導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)。核電廠FPGA應(yīng)用的挑戰(zhàn)在于難以驗(yàn)證它的安全性和可靠性。因此,亟需一套能夠指導(dǎo)開發(fā)和許可核電廠FPGA系統(tǒng)的導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn),研究具有可操作性的開發(fā)與驗(yàn)證技術(shù),為核電廠FPGA安全級儀控系統(tǒng)的驗(yàn)證與確認(rèn)(V&V)和評審提供理論和技術(shù)參考。
首先,本文基于美國核
2、管會(huì)(NRC)對核電廠FPGA系統(tǒng)的評審過程,深入研究了FPGA系統(tǒng)的10大評審要素。研究整理出核電廠FPGA系統(tǒng)的評審導(dǎo)則和開發(fā)標(biāo)準(zhǔn),明確了對FPGA系統(tǒng)的軟硬件雙重特性的正確認(rèn)知。
其次,研究了FPGA開發(fā)和驗(yàn)證的文獻(xiàn)資料,歸納出一套具有操作性的開發(fā)生命周期和V&V過程體系。該體系可以作為開發(fā)人員開展核電廠FPGA系統(tǒng)生命周期活動(dòng)的參考,并幫助監(jiān)管機(jī)構(gòu)對FPGA系統(tǒng)形成總體認(rèn)識(shí)。此套V&V方法和體系可FPGA系統(tǒng)的安全性和
3、可靠性提供充分證據(jù)。
再者,基于已研究的導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)、開發(fā)生命周期和V&V體系,開展了基于FPGA主回路冷卻劑保護(hù)通道(PCR)開發(fā)和驗(yàn)證的研究工作。給出了開展FPGA系統(tǒng)生命周期活動(dòng)的整體框架,并突出了FPGA系統(tǒng)生命周期各項(xiàng)活動(dòng)的任務(wù)、要求和報(bào)告的組成。
最后,使用NuSMV語言對FPGA PCR設(shè)計(jì)建立了具體設(shè)計(jì)模型、RTL級模型和綜合級模型,并進(jìn)行形式化驗(yàn)證。模型檢驗(yàn)器NuSMV運(yùn)行時(shí)遍歷模型的所有狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了系
4、統(tǒng)設(shè)計(jì)模型100%覆蓋率的模型檢驗(yàn)和等價(jià)性驗(yàn)證。研究表明,形式化驗(yàn)證方法能夠有效驗(yàn)證簡單的FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
本文針對核電廠FPGA系統(tǒng)的驗(yàn)證研究,探索了核電廠FPGA系統(tǒng)的開發(fā)生命周期和V&V活動(dòng),有助于獲得具有可操作性的核電廠FPGA開發(fā)與驗(yàn)證技術(shù),為基于FPGA的核電廠安全級儀控系統(tǒng)的V&V和評審提供理論和技術(shù)參考。此外,對形式化驗(yàn)證方法在核工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了有益的探索,有助于模型檢驗(yàn)和等價(jià)性驗(yàn)證方法在核電廠儀控系統(tǒng)的
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