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文檔簡介
1、宇宙空間的高能粒子一直以來都是威脅航天器正常工作狀態(tài)的重要因素,近年來,人類加大了對空間資源開發(fā)利用的力度,越來越多功能復雜的航天器進入了太空。航天器任務的多樣化和功能的復雜化對空間電子系統(tǒng)提出了更高的要求,諸如FPGA、DSP一類的大規(guī)模集成電路在空間環(huán)境中得到了廣泛的應用。然而,隨著集成電路規(guī)模的增加、工藝制程的改進、工作頻率的提高,空間輻射效應對器件可靠性造成的影響也越來越顯著,特別是空間輻射造成的單粒子效應,已經(jīng)成為影響空間電子
2、系統(tǒng)可靠性的首要因素,研究電子系統(tǒng)的抗單粒子加固對如今方興未艾的空間探索大潮具有重要的現(xiàn)實意義。
本文首先介紹了可見光圖像采集系統(tǒng)的整體結構和工作流程,對各個功能模塊的組成做了簡要說明,詳細介紹了FPGA接口電路的內(nèi)部邏輯設計和DSP的工作流程。
其次,為了提高設計系統(tǒng)空間可靠性,著重考慮了系統(tǒng)的抗單粒子翻轉加固,分析了CMOS圖像傳感器,F(xiàn)PGA和DSP片上單粒子敏感單元,討論了單粒子翻轉對器件可能造成的影響。根據(jù)
3、敏感單元的用戶可訪問性選擇邏輯加固對象,針對加固對象自身的特點采取不同的加固措施。
最后,介紹了系統(tǒng)常態(tài)工作指標的測試環(huán)境,分析了系統(tǒng)的加固效果。根據(jù)器件各單元翻轉截面曲線和目標軌道空間輻射信息,結合故障注入試驗結果,按照泊松分布計算得到加固前系統(tǒng)功能失效和數(shù)據(jù)錯誤概率。對FPGA和DSP的加固措施從數(shù)學角度進行了可靠性分析,根據(jù)分析結果計算加固后的系統(tǒng)出錯概率。計算結果顯示,相同的在軌時間下,加固后系統(tǒng)的功能失效概率和數(shù)據(jù)錯
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