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    188宝金博页面版: SRAM型FPGA单粒子翻转测试及加固技术研究_邱金娟

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    内容提示： SRAM 型 FPGA 单粒子翻转测试及加固技术研究邱金娟， 徐宏杰， 潘 雄， 朱明达(北京航空航天大学，北京 100191)摘 要:SRAM 型 FPGA 空间应用日益增多，只有针对其特点设计相应的单粒子试验的测试程序才能系统、准确地获取该类芯片的单粒子翻转特性，为抗辐射加固设计提供依据。阐述了单粒子翻转的静态和动态的测试方法。静态测试包括硬件设计和配置位回读程序的设计;动态测试主要针对 CLB(配置逻辑单元)和 BRAM(块存储器)两部分进行了相应的软件测试程序设计;并结合工程给出了解决单粒子翻转的主要加固方法。此试验得到了该类芯片的单粒子翻转截面，对在地面上进行 ...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：26 | 上传日期：2023-04-22 09:21:38 | 文档星级：
    SRAM 型 FPGA 单粒子翻转测试及加固技术研究邱金娟， 徐宏杰， 潘 雄， 朱明达(北京航空航天大学，北京 100191)摘 要:SRAM 型 FPGA 空间应用日益增多，只有针对其特点设计相应的单粒子试验的测试程序才能系统、准确地获取该类芯片的单粒子翻转特性，为抗辐射加固设计提供依据。阐述了单粒子翻转的静态和动态的测试方法。静态测试包括硬件设计和配置位回读程序的设计;动态测试主要针对 CLB(配置逻辑单元)和 BRAM(块存储器)两部分进行了相应的软件测试程序设计;并结合工程给出了解决单粒子翻转的主要加固方法。此试验得到了该类芯片的单粒子翻转截面，对在地面上进行 FPGA 的可靠性评估具有重要意义。关键词:FPGA;单粒子翻转;测试技术;辐照试验中图分类号:V438． 4 文献标志码:A文章编号:1671 －637X(2011)08 －0084 －05Study on Testing and Harden Technique of Single EventUpset for SRAM-Based FPGAQIU Jinjuan， XU Hongjie， PAN Xiong， ZHU Mingda(Beihang University of Aeronautics and Astronautics，Beijing 100191，China)Abstract:With the increasing application of SRAM-based FPGA，only the specially designed testingprogram according to its features can obtain the accurate characteristics of single-event upset，which maysupply the basis for strengthening anti-radiation． The static and dynamic methods for testing single eventupset were described in detail． In static testing，the hardware and readback program of the test system weredesigned． In the dynamic testing，the corresponding software testing programs were designed for CLB andBRAM． Some efficient methods from engineering application were given to improve the reliability of fieldprogrammable gate array． The testing obtained the upset cross sections，which are very important forevaluating the reliability of FPGA on the ground．Key words:FPGA;single event upset;testing technology;radiation test0 引言空间辐射环境中的带电粒子会导致航天器电子系统的半导体器件发生单粒子效应，严重影响航天器的可靠性和寿命，其中高能质子和重离子是导致单粒子效应的主要因素。必须对航天器用电子元器件的单粒子效应进行评估，采取一定的抗辐射加固措施，提高其可靠性。因此，空间辐射的单粒子效应研究具有重要意义［1］ 。随着航天事业的发展，小型化已经成为卫星发展的主要趋势，它要求所用电子元器件必须具有集成度高、尺寸小的特点，这就使得现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)成为星用电子收稿日期:2010 －07 －14 修回日期:2010 －08 －26作者简介:邱金娟(1985—)，女，山东聊城人，硕士生，研究方向为信号处理系统的空间防护。元器件的主要器件。SRAM 型 FPGA 是目前应用最广泛的 FPGA 架构，使卫星在轨编程成为可能，因此在空间得到了广泛的应用。但空间应用表明，SRAM 型 FPGA 器件具有较弱抗辐射能力，这使得 FPGA 器件的辐照效应研究成为空间电子元器件辐照效应研究的一个重要课题。针对单粒子翻转进行了相应的试验设计，为星载 SRAM 型 FPGA的运行寿命评估及加固设计提供了重要的参考依据［2］ 。1 单粒子翻转单粒子翻转(Single Event Upset，SEU)是一种位翻转，它既不损害器件也不干扰器件以后的工作，只会改变器件的当前状态。当一个高能带电粒子穿过 pn 结的灵敏区时，在其路径上，粒子能量的一部分被硅原子所吸收，并在硅中产生电子———空穴对。这些电子———空Vol． 18 No． 8Aug． 2011第 18 卷 第 8 期2011 年 8 月电 光 与 控 制Electronics Optics ＆ Control

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