一种基于动态部分重构的FPGA自修复控制器

由于FPGA具有灵活性高、开发周期短和性能强等优点,被广泛应用于航空航天自动化电子设备中。以航空航天强辐射环境下SRAM型FPGA易受到单粒子效应的影响、会导致电子设备发生故障为研究背景,以提高SRAM型FPGA的可靠性、硬件资源利用率和减少故障修复时间为目标展开研究。基于FPGA动态部分重构技术设计了一种自修复控制器,能够根据系统的故障自检测信号,自主完成FPGA故障区域中部分位流的调度和配置刷新,有效缓解了单粒子应对FPGA器件造成的影响。实验证明:该自修复控制器的可行性和高效性可提高航空航天自动化电子设备的安全性和可靠性。

一种可重构区域内替代的冷三备份FPGA功能模块自修复方法

以宇宙空间强辐射环境下商用SRAM型FPGA易受到单粒子效应影响而产生各种故障为研究背景,针对可重构区域间替代的自修复方式导致系统功能模块硬件资源利用率低的问题,提出一种可重构区域内替代的自修复方式。为了验证上述自修复方法能够提高系统的硬件资源利用率,配合此方法设计一种冷三备份DPR_O/TMR自修复结构,此结构能够进一步减少系统的资源消耗。同时给出一种软硬故障分类处理的FPGA系统自修复策略。通过理论分析和实验,证明了该自修复方式的可行性和高效性,为SRAM型FPGA芯片的设计开发人员提供了一种通用性的FPGA系统自修复设计方法。