【摘要】：由于現(xiàn)場可編程門陣列FPGA具有可多次編程、結(jié)構(gòu)靈活和可靠性高的特點(diǎn),被應(yīng)用于大型數(shù)字系統(tǒng)中。一旦這些數(shù)字系統(tǒng)發(fā)生了故障,必將造成人員和財(cái)產(chǎn)的巨大損失,因此該系統(tǒng)需要具有高的可靠性。實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)的常規(guī)方法已經(jīng)不能滿足實(shí)際的要求,亟待一種新的容錯(cuò)方法進(jìn)一步滿足實(shí)際需求。因此,本文針對有限資源FPGA芯片進(jìn)行研究,克服了高品質(zhì)芯片使用久了也會出錯(cuò)或增加系統(tǒng)備份和冗余會使系統(tǒng)的體積、重量和成本急劇增加的缺陷,探究出一種新的基于FPGA的故障檢測方法。 通過分析高可靠性系統(tǒng)的應(yīng)用背景和意義,在深入剖析FPGA芯片體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,針對FPGA互聯(lián)資源的故障覆蓋率不高和故障定位不精確的缺陷進(jìn)行研究,提出了一種有效提高故障覆蓋率和故障定位精確度的方法。該方法根據(jù)FPGA可多次編程的特點(diǎn),增加編程模型,可將互聯(lián)資源的單故障定位到具體開關(guān)或一對線段,并可覆蓋互聯(lián)資源的全部單故障。 本文在分析典型的FPGA故障檢測方法的基礎(chǔ)上,完成了基于配置數(shù)據(jù)的故障檢測方法的模塊設(shè)計(jì),成功設(shè)計(jì)了三個(gè)功能模塊,并完成仿真驗(yàn)證。最后,探究了基于配置數(shù)據(jù)的故障檢測方法的關(guān)鍵問題。
[Abstract]:Field Programmable Gate Array (FPGA) is widely used in large digital systems because of its characteristics of multiple programmable, flexible structure and high reliability. Once these digital systems fail, it will cause huge loss of personnel and property, so the system needs high reliability. The practical application shows that the conventional method of fault tolerance can not meet the practical requirements, and a new fault-tolerant method is urgently needed to meet the practical requirements. Therefore, in this paper, the finite resource FPGA chip is studied, which overcomes the defect that the high quality chip will go wrong after long usage or increase the backup and redundancy of the system, which will increase the volume, weight and cost of the system. A new fault detection method based on FPGA is developed. By analyzing the application background and significance of high reliability system, on the basis of deeply analyzing the architecture of FPGA chip, the defects of low fault coverage and inaccurate fault location of FPGA interconnection resources are studied. An effective method to improve the fault coverage and the accuracy of fault location is presented. According to the characteristic that FPGA can be programmed many times, the programming model is added, the single fault of interconnected resource can be located to specific switch or a pair of line segments, and all single faults of interconnected resource can be covered. Based on the analysis of typical FPGA fault detection methods, the module design of fault detection method based on configuration data is completed in this paper. Three functional modules are successfully designed and verified by simulation. Finally, the key problems of fault detection based on configuration data are discussed.
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH165.3;TN791

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2421694