随着半导体技术的飞速发展,超大规模集成电路的出现使得电子系统在航天领域的应用越来越广泛。FPGA具有设计周期短、可配置性以及高性能等优点,逐渐成为星载电子系统的关键部件。但是,随着器件尺寸的逐渐减小,其噪声容限也逐步降低,对单粒子效应愈发敏感,严重的影响了系统的功能。近年来,随着单粒子效应的不利影响不断增强,对天基系统的可靠性要求越来越高。而在高性能商用FPGA芯片基础上采用冗余防护电路的容错方法来提高系统的可靠性已经成为一种趋势。网络处理具有数据信息量大、控制处理逻辑和数据缓存的区分比较明显以及操作流程比较固定等特点,传统加固方法对网络处理的加固缺乏针对性。本文对基于FPGA天基网络处理进行可靠性研究,提出了加固的通用机制。主要工作和创新点包括以下三个方面:第一、提出了基于FPGA天基网络处理的通用加固机制SDCR(Separate Data and Control Reinforcement)。该机制根据网络处理具有数据信息量大、控制处理逻辑和数据缓存相对独立以及操作流程比较固定等特点,对网络处理的数据通路和控制通路灵活运用不同加固方法:使用多模冗余加固控制处理逻辑,使用编码加固来增加数据的可靠性。第二、基于该通用加固机制,设计和实现了天基网络处理逻辑。基于Xilinx公司TMR工具的工作原理,提出带修正的模块级TMR加固方法,对逻辑进行模块级的三模冗余。该方法可修正重要寄存器的错误,比Xilinx公司TMR工具更具通用性和可移植性。第三、为了测试所实现天基网络处理逻辑的可靠性,对该网络处理逻辑进行了故障测试。在介绍常用可靠性评估方法的基础上,分析了基于位流文件和基于存储单元两种故障注入方式的优缺点,选择基于存储单元的故障注入方式,采用故障自动注入与测试的方法,实现了大规模故障的自动注入和测试。故障测试结果表明,该加固机制简洁高效,具有很好的加固效果。综上所述,本文对基于FPGA天基网络处理的加固问题进行了深入的研究,提出了SDCR的通用加固机制、带修正的模块级TMR技术以及故障测试方案等对天基网络处理的加固问题具有重要的参考价值。