基于LEON2的高可靠高性能處理器的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著集成電路工藝的發(fā)展，特征尺寸的減小，電源電壓的降低，頻率的升高，使得處理器對干擾變得更加敏感，特別是航天器處于宇宙射線和高能粒子的輻射環(huán)境中，在這種輻射環(huán)境中微處理器的正常運行可能會受到單粒子效應(yīng)的影響而中斷，使處理器運行錯誤，因此對處理器的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求。
　　本文基于LEON2處理器IP核，對設(shè)計進行了抗輻照加固，并做了詳細的功能仿真及FPGA驗證，并且對設(shè)計進行了綜合和靜態(tài)時序分析。
　　論文研究的

2、主要內(nèi)容為：
　　1．研究了空間輻照環(huán)境對處理器行為的影響機理，這主要涉及到兩方面的問題，輻射總劑量和單粒子效應(yīng)的問題，單粒子效應(yīng)又分為單粒子翻轉(zhuǎn)（SEU）和單粒子閉鎖（SEL）兩個問題，通過對單粒子效應(yīng)的分析對其提出了可行的電路加固技術(shù)。
　　2．研究了LEON2處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能特點。介紹了AMBA總線協(xié)議及其特點。
　　3．討論了電路的加固技術(shù)，詳細分析了三模冗余對電路進行加固的原理和結(jié)構(gòu)及三模冗余技術(shù)利用D

3、C綜合的實現(xiàn)方法。并且介紹了EDAC技術(shù)和SOI技術(shù)，由于SOI工藝的特點使得采用SOI工藝的微處理器的抗輻射能力大大增強。
　　4．介紹了LEON2功能驗證平臺及驗證方法，對系統(tǒng)進行了詳細的功能驗證。
　　5．介紹了FPGA驗證的流程，并對系統(tǒng)進行了FPGA的原型驗證，采用C語言針對處理器的各個功能模塊編寫了相應(yīng)的測試程序，利用調(diào)試工具Grmon和Chipscope對測試結(jié)果進行觀察。
　　6．介紹了DC綜合的流程，