一种面向SRAM型FPGA的三模冗余分区自修复方法研究
2021年电子技术应用第6期
王 鹏，刘正清，田 毅
中国民航大学 适航学院，天津300300
摘要：SRAM型FPGA的低成本及其现场可编程性使其在航空航天工业中很受欢迎。为解决FPGA受宇宙辐射引起的单粒子效应(Single Event Effect，SEE)，常使用三模冗余(Triple Modular Redundancy，TMR)这一缓解技术。该技术通常与配置刷新技术一起用来加固基于SRAM的FPGA。传统的TMR只能针对单个故障提供一次保护，而将三模冗余结构进行分区可以增强其环境适应性。研究了一种将配置刷新和分区三模冗余结合的方法，并采用PRISM工具进行模型验证，结果表明该方法可以增强系统的可用性。
中图分类号：TN710
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200384
中文引用格式：王鹏，刘正清，田毅. 一种面向SRAM型FPGA的三模冗余分区自修复方法研究[J].电子技术应用，2021，47(6)：92-95.
英文引用格式：Wang Peng，Liu Zhengqing，Tian Yi. A recovery methodology for SRAM-based FPGA partitioned TMR[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：92-95.
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200384
中文引用格式：王鹏，刘正清，田毅. 一种面向SRAM型FPGA的三模冗余分区自修复方法研究[J].电子技术应用，2021，47(6)：92-95.
英文引用格式：Wang Peng，Liu Zhengqing，Tian Yi. A recovery methodology for SRAM-based FPGA partitioned TMR[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：92-95.
A recovery methodology for SRAM-based FPGA partitioned TMR
Wang Peng，Liu Zhengqing，Tian Yi
College of Airworthiness，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China
Abstract：SRAM-based FPGAs are popular in the aerospace industry for their field programmability and low cost. However, they suffer from cosmic radiation-induced single event effect(SEE). Triple modular redundancy(TMR) is a well-known technique to mitigate SEEs in FPGAs that is often used with another SEE mitigation technique known as configuration scrubbing. Traditional TMR provides protection against a single fault at a time, while partitioned TMR provides improved availability. A recovery methodology to combine partitioned TMR and configuration scrubbing is presented in this paper, and the results show that the improvement in availability is achieved by the proposed methodology.
Key words :single event effect；FPGA；partitioned TMR；recovery
0 引言
随着航天技术的蓬勃发展，航天系统对电子器件的性能要求越来越高。在航天电子设备的设计中，基于SRAM的FPGA由于其现场可编程性、维修成本低等优点，使其比专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASICs)更有优势。航天环境中的电子系统设计，不仅要满足对性能的需求，数据传输时的可靠性和电子系统的可用性也必须得到保证。暴露在高电磁辐射中，工作中的电子器件会持续受到高能粒子撞击以致辐射效应，如单粒子翻转(SEU)等[1]，由辐射引起的单粒子翻转在导致空间环境中电子系统失效的原因中占很大的比例。所以需要提高电路的抗辐射干扰能力。
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作者信息：
王 鹏，刘正清，田 毅
(中国民航大学 适航学院，天津300300)
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