SRAM型FPGA SEU故障注入系统设计

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随着电子工业的飞速发展,FPGA由于兼顾高性能及灵活性在数字系统设计及ASIC原型前端设计中得到广泛的应用。在空间领域,传统的反熔丝FPGA由于不可重复编程以及成本高昂等原因逐渐被SRAM型FPGA所代替。但SRAM型FPGA天生对单粒子的敏感性限制了其本身的应用,如何对SRAM型FPGA的单粒子效应进行评估以及抗辐射加固成为一个热点研究。
　　在研究SRAM型FPGA的配置存储器结构及配置结构的基础上,发现对FPGA配置文件中的帧数据进行0/1翻转可以实现配置存储器的人为翻转,从而来仿真FPGA的SEU效应,这就为SRAM型FPGA的故障注入提供了理论基础。本文基于此设计了一个对SRAM型FPGA的故障注入系统。
　　本文设计的故障注入系统是基于部分重构技术实现的,充分利用Xilinx公司开发工具EDK的支持。硬件部分包含Power PC处理器、外部存储器、ICAP、测试电路IP核,其中ICAP是FPGA的内部端口,可以直接对配置存储器进行读写操作。软件部分基于部分重构技术来实现故障注入过程,利用ICAP的读/修改/写机制来完成一次故障注入,通过比较测试电路的黄金运行结果和注入故障后的测试结果,得到故障注入结果。
　　最后选取了三个FPGA的典型设计,利用故障注入系统进行故障注入测试,并对它们进行完全三模冗余加固后,再进行故障注入测试,验证了设计的故障注入系统的有效性。

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作者
邓先坤;
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作者单位

哈尔滨工业大学;

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授予单位哈尔滨工业大学;
学科微电子学与固体电子学
授予学位硕士
导师姓名肖立伊;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类存贮器;
关键词
SRAM型FPGA技术; SEU系统; 故障注入; 部分重构; 读写操作;

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