基于動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的雙模冗余系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì).pdf

1、按照時(shí)間延續(xù)性劃分，故障可分為永久性故障、間歇性故障和偶然性故障三種。根據(jù)國(guó)外有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明，間歇性故障和偶然性故障的發(fā)生幾率幾乎占所有現(xiàn)場(chǎng)失效的90％，因而也成為系統(tǒng)出錯(cuò)的主要根源。因此，研究具有自檢測(cè)自修復(fù)功能的故障檢測(cè)及容錯(cuò)技術(shù)方案具有非常重要的意義。
　　 目前可編程邏輯器件中基于SRAM型FPGA的使用率非常高，但由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，在太空或其他高輻射環(huán)境中易受到單粒子的轟擊，這種單粒子事件會(huì)造成邏輯信號(hào)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)和邏

2、輯功能的改變，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐刹考挠谰眯該p壞和系統(tǒng)失效。傳統(tǒng)的容錯(cuò)設(shè)計(jì)都是基于三?；蚨嗄Ｈ哂啾頉Q的方法進(jìn)行避錯(cuò)，并不能從根本上糾正錯(cuò)誤，殘留的故障部件會(huì)造成故障隱患和資源浪費(fèi)。
　　 本文在FPGA動(dòng)態(tài)部分重構(gòu)的技術(shù)原理上設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)式的雙模冗余自檢測(cè)自修復(fù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了雙模塊比較的容錯(cuò)模式，并在每個(gè)模塊上添加基于奇偶校驗(yàn)技術(shù)的自檢測(cè)功能，故障發(fā)生時(shí)刻該系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并通過(guò)重構(gòu)空閑備份模塊介入系統(tǒng)來(lái)保證系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行

3、，同時(shí)被切斷模塊通過(guò)自檢能夠迅速判斷是否故障，并在確定故障后通過(guò)動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)進(jìn)行自我修復(fù)。整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行不會(huì)因故障產(chǎn)生而中斷，而檢測(cè)及修復(fù)也都在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下完成。本文通過(guò)具體模塊功能設(shè)定實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)，并通過(guò)故障仿真及平臺(tái)驗(yàn)證證實(shí)系統(tǒng)具備單模塊故障及雙模塊不同故障的容錯(cuò)、檢錯(cuò)及修復(fù)能力。
　　 本文主要闡述基于動(dòng)態(tài)部分重構(gòu)技術(shù)的雙模自檢測(cè)自修復(fù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及SoC的軟硬件結(jié)合的控制實(shí)現(xiàn)。首先對(duì)現(xiàn)有容錯(cuò)及動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)原理進(jìn)行闡述，討論