表1 主要辐射效应、辐射源及对象
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单粒子效应(Single Event Effect,SEE)是单个高能质子或重离子入射电子元器件上引发的辐射效应。根据效应的机理不同可分为单粒子翻转、锁定、烧毁、栅击穿等。[img][/img]
图1 与FPGA相同的CMOS工艺单粒子翻转示意图
因此,对于FPGA软件设计而言,单粒子翻转对FPGA内部逻辑、存储器的影响尤为严重,需要进行安全可靠性设计。[img][/img]
图2 Xilinx公司推荐的三模冗余逻辑
目前,Xilinx公司等FPGA制造商能够提供相应的TMR模块IP核,但目前还无法获得。可以根据实际情况,对系统关键的部位,进行三模冗余设计。[img][/img]
图3 周期擦除时序仿真图
信号cnt_fre经过周期擦除处理,而cnt_fre_r未经过相应处理。可以看到,在某时刻,两个计数器均发生了SEU,计数值跳转到异常值76且保持。由于采用周期擦除技术,cnt_fre在周期擦除信号有效期间,复位至初始状态,继续正常工作。而未经周期擦除处理的cnt_fre_r则始终处于异常状态,导致系统故障。[img][/img]
图4 EDAC功能仿真图
系统对关键寄存器Sta_Line(起始行寄存器)进行三模冗余,当纠错使信号EDAC_n有效时,进行3个冗余单元的三选二表决,并将表决结果暂存在表决结果寄存器reg内,更新至各冗余单元寄存器中。由图4可知,寄存器sta_line3在某时刻发生了SEU,sta_line3寄存器故障。在edac_n有效时,将此关键信号纠错,置回正确状态,而关键信号sta_line将始终保持正确值,保证了系统的安全可靠。欢迎光临 电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/) | Powered by Discuz! 7.0.0 |