進(jìn)化硬件將演化思想引入電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,為構(gòu)建具有自適應(yīng)、自修復(fù)能力的電子系統(tǒng)開辟了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域。FPGA以性價(jià)比高、開發(fā)周期短以及在線可重構(gòu)的特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于多種極端惡劣環(huán)境領(lǐng)域尤其是航空航天領(lǐng)域�；贔PGA的電子系統(tǒng)在航空航天、強(qiáng)電磁環(huán)境和強(qiáng)輻射環(huán)境中易因輻射誘發(fā)多種故障,電子系統(tǒng)一旦發(fā)生故障很難進(jìn)行人工修復(fù),這就要求FPGA電子系統(tǒng)必須有較強(qiáng)的抗干擾能力。本文在研究笛卡爾遺傳規(guī)劃和虛擬可重構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了基于解碼的單點(diǎn)故障定位技術(shù)和基于解碼的單點(diǎn)冗余修復(fù)技術(shù),并設(shè)計(jì)了一個(gè)基于FPGA的在線進(jìn)化故障定位修復(fù)平臺(tái)。應(yīng)用該平臺(tái)對(duì)加法器和乘法器進(jìn)行電路在線進(jìn)化故障定位修復(fù)實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的單點(diǎn)故障修復(fù)技術(shù)能夠有效提高FPGA的故障修復(fù)速度,極大的縮短故障修復(fù)時(shí)間。主要研究內(nèi)容:（1）分析了FPGA在極端惡劣的空間環(huán)境中容易發(fā)生的單粒子效應(yīng)故障,以及常用FPGA故障修復(fù)技術(shù)。（2）對(duì)笛卡爾遺傳規(guī)劃和基于FPGA的虛擬可重構(gòu)電路進(jìn)行研究,在此基礎(chǔ)上對(duì)基于傳統(tǒng)EHW的故障修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn),提出了基于解碼的單點(diǎn)故障定位技術(shù)和單點(diǎn)故障冗余修復(fù)技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)能夠精準(zhǔn)... 

【文章來源】：河北師范大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

修復(fù)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)

本文構(gòu)建的基于 FPGA 的在線進(jìn)化故障定位修復(fù)平臺(tái)，以下簡稱為自修復(fù)平臺(tái)。自平臺(tái)的硬件基礎(chǔ)是 FPGA，在 Quarters 開發(fā)環(huán)境中使用 VHDL 硬件語言進(jìn)行設(shè)計(jì)， SOPC Builer 開發(fā)工具設(shè)計(jì) NiosII 軟核，把 NiosII 軟核作為自修復(fù)平臺(tái)的 CPU。通iosII IDE 開發(fā)工具將自修復(fù)平臺(tái)和算法綜合編譯，然后下載到 FPGA。4.1.1 嵌入式 Nios II 軟核 CPU 處理器模塊嵌入式Nios II軟核CPU處理器模塊是整個(gè)模型的開始，主要實(shí)現(xiàn)演化算法的運(yùn)行體映射電路的評(píng)估、電路故障注入控制和電路故障檢測(cè)與修復(fù)，該模塊的核心是s II 軟核處理器。通過 NiosII IDE 開發(fā)環(huán)境，將演化算法的 C 語言代碼，下載到算法中。嵌入式 Nios II 軟核 CPU 處理器模塊和外為接口的定制圖如圖 4.2 所示。本文設(shè)計(jì)于 FPGA 的在線進(jìn)化故障定位修復(fù)平臺(tái)主要是通過 Nios II 嵌入式軟核處理器進(jìn)行，在 Quartus II 9.0 環(huán)境使用 SOPC builder 開發(fā)工具對(duì) Nios II 嵌入式軟核處理器定及數(shù)據(jù)傳輸口和外設(shè)接口的定制等。

模塊是永久性故障，所以當(dāng)該 PE 單元發(fā)生故障時(shí)便不真正破壞 FPGA 中某一指定可編程節(jié)點(diǎn)，所以通異或”邏輯門，通過故障注入模塊隨機(jī)改變某一 故障，此時(shí)的故障便當(dāng)做永久性故障處理。型如圖 4.6 所示。==45seu_inseu_out....圖 4.5 輸出模塊


本文編號(hào)：2961833