動(dòng)態(tài)可重構(gòu)FPGA的電路測試技術(shù)研究.pdf

1、隨著基于SRAM的FPGA的集成度的提高，使得能夠在較短的開發(fā)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電路。但是在對(duì)安全性有嚴(yán)格要求的應(yīng)用領(lǐng)域，如航空，航天，基于SRAM的FPGA不能保證足夠可靠。主要障礙在于在這種環(huán)境下面，F(xiàn)PGA對(duì)于輻射很敏感。國內(nèi)外有很多關(guān)鍵應(yīng)用都要求使用可靠性的技術(shù)，同時(shí)又要求使用FPGA實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以達(dá)到節(jié)省體積，方便維護(hù)的目的。FPGA易受外界環(huán)境干擾，需要采用特殊的設(shè)計(jì)方法，以達(dá)到高可靠性和可測性的目的。 現(xiàn)有的容錯(cuò)技

2、術(shù)大部分是基于輻射加固器件和芯片級(jí)三模冗余的故障掩蓋技術(shù)。輻射加固和三模冗余技術(shù)成本高，沒有完全利用FPGA的可重構(gòu)特性。采用具有動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)的FPGA可以節(jié)省功耗，提高性能。動(dòng)態(tài)重構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在線診斷，故障容錯(cuò)和可靠性。可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)結(jié)合了生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用定制化的特點(diǎn)，將是未來很長一段時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的發(fā)展方向。 本論文研究的課題來源于863計(jì)劃項(xiàng)目，本設(shè)計(jì)采用雙模冗余和BIST測試的故障檢測方法，使用FPGA內(nèi)

3、嵌處理器控制FPGA配置的動(dòng)態(tài)自重構(gòu)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了容錯(cuò)系統(tǒng)。具有可適用于多種類型電路，在線檢測響應(yīng)速度快，電路檢測故障覆蓋率高，自修復(fù)等特點(diǎn)。 本文首先討論了課題的研究背景和意義，易受干擾的FPGA結(jié)構(gòu)，以及故障檢測方法和故障恢復(fù)方法的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，并介紹了動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)原理，然后重點(diǎn)闡述了基于雙冗余和BIST測試的故障檢測方法，包括具有BIST功能的被測電路設(shè)計(jì)和電路控制模塊設(shè)計(jì)。然后重點(diǎn)闡述了基于嵌入式處理器的FPGA動(dòng)態(tài)自重