一种应用于SRAM型FPGA寄存器的容错设计

寄存器作为SRAM型FPGA系统设计中的一个重要组成部分,容易受到太空环境中的高能粒子影响而发生软错误。三模冗余设计方法能够对寄存器进行容错防护,但带来大量的资源和功耗开销;针对此问题该文设计一种基于奇偶校验的双模冗余防护结构,以触发器为单位,利用FPGA查找表结构特点,将两位触发器作为一组进行容错设计,通过奇偶校验选择正确结果输出,能从细粒度方面对寄存器的数据位进行错误屏蔽。该方法于Xilinx Virtex?-6 FPGA中进行设计验证,实验结果表明该方法设计实现的寄存器相对于三模冗余设计方法能减少16.7%的触发器资源和50%的查找表资源。

胚胎电子系统及其故障自检测自修复研究

胚胎电子系统是模拟生物细胞组织结构和生长机制而设计的一种新型仿生硬件系统。由于其具有良好的故障容错能力,能有效地提高电子装备在复杂应用环境中的可靠性,在航空航天、深水探测、电磁对抗等应用领域具有重要价值。近年来,关于胚胎电子系统的研究主要围绕胚胎阵列结构设计、分化设计和可靠性等问题展开,取得了丰富的成果。首先介绍了胚胎电子系统国内外研究现状,并对目前胚胎电子系统的主要结构、自检测技术和自修复技术关键技术进行了归纳总结,最后在现有研究基础上,分析了胚胎电子系统故障自检测和自修复技术研究存在的主要瓶颈及未来的研究方向。

基于GAMP的近场毫米波成像快速算法

传统近场毫米波均匀采样成像由于扫描时间长和计算代价大等问题无法实现实时成像。为此,该文构建了近场毫米波压缩采样成像模型及相应的观测矩阵,提出了一种基于广义近似消息传递的近场毫米波压缩采样成像快速算法。该算法将广义近似消息传递有效嵌入到期望最大化框架,加快了收敛速度;并利用快速傅里叶变换、小波滤波等方式构造了观测矩阵的快速算子,避免了大型观测矩阵的构造、存储与计算,进一步提升了算法运算速度。实验结果表明该算法可以快速、有效地从压缩采样数据中重建近场毫米波二维图像,并在重建效果与运算时间上都优于主流的快速迭代阈值收缩算法。

基于SRAM型FPGA的实时容错自修复系统设计方法

为提高辐射环境中电子系统的可靠性,提出了一种基于SRAM型FPGA的实时容错自修复系统结构和设计方法。该设计方法采用粗粒度三模冗余结构和细粒度三模冗余结构对系统功能模块进行容错设计;将一种细粒度的故障检测单元嵌入到各冗余模块中对各冗余模块进行故障检测;结合动态部分重构技术可在不影响系统正常工作的前提下实现故障模块的在线修复。该设计结构于Xilinx Virtex^■-6FPGA中进行了设计实现,实验结果表明系统故障修复时间和可靠性得到显著提高。