抗單粒子翻轉(zhuǎn)SRAM-based FPGA測(cè)試系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、目前在輻射環(huán)境下應(yīng)用的芯片類(lèi)型中，基于SRAM結(jié)構(gòu)的FPGA(SRAM-based FPGA)因其具備高邏輯密度、低成本和發(fā)射后可修正與任務(wù)更新等特有的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。但是相比于其他類(lèi)型的芯片，如ASIC、基于反熔絲結(jié)構(gòu)的FPGA等，SRAM-based FPGA更容易受到單粒子效應(yīng)，尤其是單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)(single-event upset，SEU)的影響。對(duì)于SRAM-based FPGA的SEU加固與測(cè)試方法，國(guó)外已經(jīng)

2、有比較成型的理論與試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，但由于相關(guān)技術(shù)上的封鎖，以及試驗(yàn)條件和資源上的限制，國(guó)內(nèi)在這方面的研究還處于探索階段，相關(guān)課題已列入國(guó)家“十一五”科技重大專(zhuān)項(xiàng)。如何對(duì)SRAM-based FPGA進(jìn)行SEU方面的加固并進(jìn)行有效的測(cè)試評(píng)估成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。
　　本文在分析SEU效應(yīng)在FPGA中的產(chǎn)生機(jī)理、加固及測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)的SEU試驗(yàn)條件，設(shè)計(jì)了一套兼具輻射試驗(yàn)與誤差注入仿真功能的靈活且低成本的測(cè)試系統(tǒng)。使用該系

3、統(tǒng)對(duì)XCV300芯片進(jìn)行了誤差注入仿真試驗(yàn)及重離子單粒子輻射試驗(yàn)測(cè)試，得到了樣片配置位的單粒子翻轉(zhuǎn)截面、有實(shí)時(shí)重配情況下三模冗余法對(duì)待測(cè)器件(device under test，DUT)的加固效果等試驗(yàn)結(jié)果。
　　仿真與輻照測(cè)試結(jié)果證明，一方面本測(cè)試系統(tǒng)的誤差注入仿真方法可以較好的模擬地面模擬試驗(yàn)的試驗(yàn)效果，另一方面地面模擬試驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果準(zhǔn)確可靠。通過(guò)與國(guó)外現(xiàn)有測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的性能對(duì)比，證明本系統(tǒng)設(shè)備更簡(jiǎn)單、待測(cè)電路更換更方便、測(cè)試