基于LEON2的高可靠高性能處理器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著集成電路工藝的發(fā)展，特征尺寸的減小，電源電壓的降低，頻率的升高，使得處理器對(duì)干擾變得更加敏感，特別是航天器處于宇宙射線和高能粒子的輻射環(huán)境中，在這種輻射環(huán)境中微處理器的正常運(yùn)行可能會(huì)受到單粒子效應(yīng)的影響而中斷，使處理器運(yùn)行錯(cuò)誤，因此對(duì)處理器的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求。
　　本文基于LEON2處理器IP核，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了抗輻照加固，并做了詳細(xì)的功能仿真及FPGA驗(yàn)證，并且對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了綜合和靜態(tài)時(shí)序分析。
　　論文研究的

2、主要內(nèi)容為：
　　1．研究了空間輻照環(huán)境對(duì)處理器行為的影響機(jī)理，這主要涉及到兩方面的問(wèn)題，輻射總劑量和單粒子效應(yīng)的問(wèn)題，單粒子效應(yīng)又分為單粒子翻轉(zhuǎn)（SEU）和單粒子閉鎖（SEL）兩個(gè)問(wèn)題，通過(guò)對(duì)單粒子效應(yīng)的分析對(duì)其提出了可行的電路加固技術(shù)。
　　2．研究了LEON2處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)。介紹了AMBA總線協(xié)議及其特點(diǎn)。
　　3．討論了電路的加固技術(shù)，詳細(xì)分析了三模冗余對(duì)電路進(jìn)行加固的原理和結(jié)構(gòu)及三模冗余技術(shù)利用D

3、C綜合的實(shí)現(xiàn)方法。并且介紹了EDAC技術(shù)和SOI技術(shù)，由于SOI工藝的特點(diǎn)使得采用SOI工藝的微處理器的抗輻射能力大大增強(qiáng)。
　　4．介紹了LEON2功能驗(yàn)證平臺(tái)及驗(yàn)證方法，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的功能驗(yàn)證。
　　5．介紹了FPGA驗(yàn)證的流程，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了FPGA的原型驗(yàn)證，采用C語(yǔ)言針對(duì)處理器的各個(gè)功能模塊編寫(xiě)了相應(yīng)的測(cè)試程序，利用調(diào)試工具Grmon和Chipscope對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行觀察。
　　6．介紹了DC綜合的流程，