航空航天事業(yè)的飛速發(fā)展,使空間荷載數(shù)字系統(tǒng)所承擔(dān)的任務(wù)越來(lái)越多樣和復(fù)雜,而由空間高能粒子等氣象現(xiàn)象造成的單粒子效應(yīng),使得一些航空航天的核心設(shè)備在其運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中受到影響并發(fā)生各種故障,造成傳輸數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、核心功能失效等問(wèn)題,甚至于硬件也會(huì)發(fā)生故障。作為載荷數(shù)字系統(tǒng)核心之一的FPGA,其設(shè)計(jì)也日趨復(fù)雜,如何在設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段保障FPGA的可靠性,以及快速準(zhǔn)確的定位復(fù)雜FPGA系統(tǒng)中的潛在隱患,已成為嚴(yán)重制約FPGA應(yīng)用的瓶頸之一,也是目前該領(lǐng)域的研究重難點(diǎn)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外研究者提出了一系列針對(duì)FPGA工程可靠性地面驗(yàn)證的方法,主要包括代碼正確性驗(yàn)證、系統(tǒng)功能測(cè)試以及形式化驗(yàn)證。與形式化驗(yàn)證方法相比,代碼驗(yàn)證技術(shù)無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估單粒子效應(yīng)的影響,系統(tǒng)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)且易產(chǎn)生漏檢和錯(cuò)檢。故而,本文基于形式化驗(yàn)證的思想,利用Petri網(wǎng)理論,創(chuàng)新的提出了PNOF模型和功能執(zhí)行可靠性分析方法,并給出了實(shí)例驗(yàn)證。本文的主要工作如下:(1)在分析了單粒子效應(yīng)的作用機(jī)理和影響的基礎(chǔ)上,結(jié)合FPGA器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),給出了FPGA在軌單粒子翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤率模型,而后,根據(jù)模型建立和分析的需求,給出了FPGA工程功能模塊的... 

【文章來(lái)源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

FPGA的故障模式分析圖

粒子型、電子型以及中子型，地球的粒子俘獲帶中各類型效應(yīng)的核反應(yīng)如圖 2.1 所示。圖2.1 不同粒子發(fā)生的核反應(yīng)圖對(duì)于航天載荷器件的低壓 CMOS 元件來(lái)說(shuō)，其發(fā)生單粒子效應(yīng)的幾種形式如圖2.2 所示，當(dāng)其應(yīng)用于空間輻射氣象環(huán)境時(shí)，CMOS 元件主要發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)（SEU：Single Event Upset）。高能粒子與半導(dǎo)體器件相互作用電荷的收集/擴(kuò)散能量的沉積單粒子瞬態(tài)脈沖（SET）單粒子翻轉(zhuǎn)（SEU）單粒子多位翻轉(zhuǎn)（SEMU）單粒子功能中斷（SEFI）單粒子鎖定（SEL）軟錯(cuò)誤 硬錯(cuò)誤圖2.2 COMS 器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的主要形式

UART通信系統(tǒng)RX模塊部分電路結(jié)構(gòu)圖


本文編號(hào)：2934606