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    188宝金博页面版: SRAM型FPGA的单粒子效应及TMR设计加固_黄伟

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    内容提示： SRAM 型 FPGA 的单粒子效应及 TMR 设计加固黄伟 刘涛 王华 潘卫军（北京空间机电研究所，北京 100076 ）摘 要 宇宙空间中存在多种高能粒子， 其辐射效应会严重威胁航天器中现场可编程门阵列（ FieldProgrammable Gate Array ， FPGA ）器件工作的可靠性。 文章研究了静态随机存储器型（ Static Random AccessMemory ， SRAM ） FPGA 中的单粒子翻转效应。理论计算表明，采用三模冗余（ Triple Module Redundancy ， TMR ）设计方法可以有效缓解 FPGA 中的单粒子翻转问题。 针对传统 TMR 设计方法的不足， 提出了一种改进的TMR 设计架构，并将该架构应用于某星载关键控制电路的设计中。...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：15 | 上传日期：2023-04-22 09:21:38 | 文档星级：
    SRAM 型 FPGA 的单粒子效应及 TMR 设计加固黄伟 刘涛 王华 潘卫军（北京空间机电研究所，北京 100076 ）摘 要 宇宙空间中存在多种高能粒子， 其辐射效应会严重威胁航天器中现场可编程门阵列（ FieldProgrammable Gate Array ， FPGA ）器件工作的可靠性。 文章研究了静态随机存储器型（ Static Random AccessMemory ， SRAM ） FPGA 中的单粒子翻转效应。理论计算表明，采用三模冗余（ Triple Module Redundancy ， TMR ）设计方法可以有效缓解 FPGA 中的单粒子翻转问题。 针对传统 TMR 设计方法的不足， 提出了一种改进的TMR 设计架构，并将该架构应用于某星载关键控制电路的设计中。 文中的研究成果对 SRAM 型 FPGA 的空间应用有一定参考作用。关键词 现场可编程门阵列 航天器件可靠性 单粒子效应 三模冗余中图分类号： V423.4文献标识码： A文章编号： 1009-8518 （ 2012 ） 02-0049-05DOI ： 10.3969/j.issn.1009-8518.2012.02.008Single-event Effects on and TMR Radiation-harden ofSRAM-based FPGAHUANG Wei LIU Tao WANG Hua PAN Weijun（ Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity ， Beijing 100076 ， China ）Abstract The radiation effects of various high-energy particles in space seriously decrease the reliabilityof field programmable gate arrays （ FPGA ） in spacecraft. In this paper ， Single-event upsets （ SEUs ） occurring inSRAM-based field programmable gate array are studied ， and theoreticly calculation illustrates that the triplemodule redundancy （ TMR ） methodology can release the damage resulted by SEU. An improved TMR architecture isintroduced based on the traditional one. Then this architecture is applied to a SEU sensitive control circuit of acertain satellite. The calculated result and the improved TMR architecture may have certain reference value forthe space applications of the SRAM-based FPGA.Key words field programmable gate array ； relibility of space devices ； single-event upsets ； triple moduleredundancy1 引言目前， FPGA 被大量的应用于星载电子设备的数据处理、探测器中流程控制以及时序发生。 随着系统复杂度的增加， 100 万门级以上规模的 FPGA 已经广泛的应用于空间中[1] 。 然而随着器件集成度的提高和工作电压的降低，空间高能粒子对电子系统可靠性的威胁越来越大。防辐射加固是 FPGA 器件空间应用必须考虑收稿日期： 2011-05-03第 33 卷第 2 期2012 年 04 月航天返回与遥感SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING49

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