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

1、按照時間延續(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)國外有關(guān)資料統(tǒng)計表明，間歇性故障和偶然性故障的發(fā)生幾率幾乎占所有現(xiàn)場失效的90％，因而也成為系統(tǒng)出錯的主要根源。因此，研究具有自檢測自修復(fù)功能的故障檢測及容錯技術(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，這種單粒子事件會造成邏輯信號狀態(tài)翻轉(zhuǎn)和邏

2、輯功能的改變，嚴(yán)重時甚至?xí)斐刹考挠谰眯該p壞和系統(tǒng)失效。傳統(tǒng)的容錯設(shè)計都是基于三模或多模冗余表決的方法進(jìn)行避錯，并不能從根本上糾正錯誤，殘留的故障部件會造成故障隱患和資源浪費(fèi)。
　　 本文在FPGA動態(tài)部分重構(gòu)的技術(shù)原理上設(shè)計了一種改進(jìn)式的雙模冗余自檢測自修復(fù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了雙模塊比較的容錯模式，并在每個模塊上添加基于奇偶校驗(yàn)技術(shù)的自檢測功能，故障發(fā)生時刻該系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)，并通過重構(gòu)空閑備份模塊介入系統(tǒng)來保證系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行

3、，同時被切斷模塊通過自檢能夠迅速判斷是否故障，并在確定故障后通過動態(tài)重構(gòu)技術(shù)進(jìn)行自我修復(fù)。整個系統(tǒng)的運(yùn)行不會因故障產(chǎn)生而中斷，而檢測及修復(fù)也都在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下完成。本文通過具體模塊功能設(shè)定實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)，并通過故障仿真及平臺驗(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、檢錯及修復(fù)能力。
　　 本文主要闡述基于動態(tài)部分重構(gòu)技術(shù)的雙模自檢測自修復(fù)系統(tǒng)的設(shè)計及SoC的軟硬件結(jié)合的控制實(shí)現(xiàn)。首先對現(xiàn)有容錯及動態(tài)重構(gòu)技術(shù)原理進(jìn)行闡述，討論