自主容錯(cuò)可重構(gòu)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著半導(dǎo)體制造工藝的快速發(fā)展，數(shù)字電子系統(tǒng)的復(fù)雜度大幅增加，在生命周期內(nèi)發(fā)生故障的可能性也隨之增大。因此，在一些對(duì)可靠性有嚴(yán)格要求的應(yīng)用領(lǐng)域，例如航空航天，數(shù)字電子系統(tǒng)的容錯(cuò)設(shè)計(jì)顯得尤為重要?？芍貥?gòu)電路的結(jié)構(gòu)特性為設(shè)計(jì)高可靠的數(shù)字電子系統(tǒng)提供了更為靈活的方法，而現(xiàn)有的可重構(gòu)電路容錯(cuò)設(shè)計(jì)方法存在冗余資源利用率低，容錯(cuò)算法復(fù)雜以及依賴外部處理器等問(wèn)題，因此，研究可自主容錯(cuò)的新型可重構(gòu)電路具有重要意義。
　　本文主要對(duì)自主容錯(cuò)可重構(gòu)電路

2、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其容錯(cuò)方法進(jìn)行了研究，主要研究工作如下：
　?。?）針對(duì)傳統(tǒng)可重構(gòu)電路容錯(cuò)方法依賴外部控制、難以在線實(shí)現(xiàn)以及冗余資源利用率低等問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種可實(shí)現(xiàn)陣列在線自主容錯(cuò)的分層可重構(gòu)陣列結(jié)構(gòu)，該陣列分為組織層、細(xì)胞層和模塊層，在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，提出了一種分層容錯(cuò)機(jī)制，能夠?qū)收线M(jìn)行精確定位，并以較小的硬件開銷完成修復(fù)?？芍貥?gòu)陣列中的功能細(xì)胞設(shè)計(jì)采用了熱備份的思想，保證了容錯(cuò)的在線實(shí)現(xiàn)。容錯(cuò)控制方法借鑒了免疫機(jī)制，設(shè)計(jì)了一種

3、用于測(cè)試和修復(fù)控制的管理細(xì)胞，該細(xì)胞負(fù)責(zé)對(duì)功能細(xì)胞進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)故障測(cè)試結(jié)果選擇合適的容錯(cuò)機(jī)制。實(shí)驗(yàn)表明，分層可重構(gòu)陣列結(jié)構(gòu)的容錯(cuò)機(jī)制靈活、冗余資源利用率高，容錯(cuò)過(guò)程不影響陣列的正常工作。
　　（2）為了簡(jiǎn)化測(cè)試流程，降低時(shí)間開銷，以及提高細(xì)胞自身容錯(cuò)能力，設(shè)計(jì)了一種可在線自測(cè)試與自修復(fù)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞在線自主容錯(cuò)。給出了一種細(xì)胞內(nèi)部邏輯模塊的循環(huán)自測(cè)試方法，并提出了一種針對(duì)查找表多位故障的自修復(fù)方法。實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞容錯(cuò)過(guò)