【摘 要】
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随着SRAM型FPGA在航天器上的广泛应用,对其重构技术应用在航天领域研究越来越成为新的研究热点。航天器在复杂的空间环境中运行需要实时纠正因空间辐射而产生的系统软硬件错误,因此将FPGA动态重构技术与FPGA的回读和刷新相结合为上述问题提供了新的解决思路,在未来的空间站建设以及深空探测等长周期的航天任务中应用前景十分广阔。本文分析了重构技术概念,发展历史,研究了FPGA可重构技术的原理,FPGA内
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心
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随着SRAM型FPGA在航天器上的广泛应用,对其重构技术应用在航天领域研究越来越成为新的研究热点。航天器在复杂的空间环境中运行需要实时纠正因空间辐射而产生的系统软硬件错误,因此将FPGA动态重构技术与FPGA的回读和刷新相结合为上述问题提供了新的解决思路,在未来的空间站建设以及深空探测等长周期的航天任务中应用前景十分广阔。本文分析了重构技术概念,发展历史,研究了FPGA可重构技术的原理,FPGA内部配置结构,配置流程和配置文件数据结构和目前所主要使用的实现FPGA重构的方法。基于研究提出了一种使用专用芯片的FPGA动态全局重构方法,并在该方法中将FPGA重构与回读和刷新相结合,增强了FPGA抗单粒子翻转的能力。主要进行了以下工作:（1）在ISE设计平台上使用VHDL语言设计代码,设计出一种进行在轨功能升级的FPGA重构方案和刷新、回读后刷新以及回读后重构三种纠正SEU的方案。（2）模拟数据发生单粒子翻转的情况,并对设计功能的有效性进行测试,结果显示,第一种方案能够实现FPGA设计功能的转换升级,后三种方案能有效纠正单粒子造成的数据翻转,FPGA重构过程约为200ms,回读和刷新的时间都约为180ms。该重构系统使用select MAP接口进行重构,兼容多个系列型号的FPGA,能够移植到其他设计方案中,提升设计效率。
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