抗單粒子翻轉(zhuǎn)SRAM-based FPGA測試系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、目前在輻射環(huán)境下應(yīng)用的芯片類型中，基于SRAM結(jié)構(gòu)的FPGA(SRAM-based FPGA)因其具備高邏輯密度、低成本和發(fā)射后可修正與任務(wù)更新等特有的優(yōu)勢，越來越受到人們的關(guān)注。但是相比于其他類型的芯片，如ASIC、基于反熔絲結(jié)構(gòu)的FPGA等，SRAM-based FPGA更容易受到單粒子效應(yīng)，尤其是單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)(single-event upset，SEU)的影響。對于SRAM-based FPGA的SEU加固與測試方法，國外已經(jīng)

2、有比較成型的理論與試驗經(jīng)驗，但由于相關(guān)技術(shù)上的封鎖，以及試驗條件和資源上的限制，國內(nèi)在這方面的研究還處于探索階段，相關(guān)課題已列入國家“十一五”科技重大專項。如何對SRAM-based FPGA進行SEU方面的加固并進行有效的測試評估成為一個迫切需要解決的問題。
　　本文在分析SEU效應(yīng)在FPGA中的產(chǎn)生機理、加固及測試方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)的SEU試驗條件，設(shè)計了一套兼具輻射試驗與誤差注入仿真功能的靈活且低成本的測試系統(tǒng)。使用該系

3、統(tǒng)對XCV300芯片進行了誤差注入仿真試驗及重離子單粒子輻射試驗測試，得到了樣片配置位的單粒子翻轉(zhuǎn)截面、有實時重配情況下三模冗余法對待測器件(device under test，DUT)的加固效果等試驗結(jié)果。
　　仿真與輻照測試結(jié)果證明，一方面本測試系統(tǒng)的誤差注入仿真方法可以較好的模擬地面模擬試驗的試驗效果，另一方面地面模擬試驗測試的結(jié)果準確可靠。通過與國外現(xiàn)有測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的性能對比，證明本系統(tǒng)設(shè)備更簡單、待測電路更換更方便、測試