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在我国航天技术不断发展的这些年中,SRAM型FPGA因为其卓越的性能和可重复编程使用的优势,被广泛应用于空间成像领域,如空间监视、遥感成像等。但由于空间复杂的辐照环境和SRAM型FPGA自身的结构工艺,导致该类型FPGA在空间非常容易受到高能粒子的影响,进而发生单粒子翻转(SEU)。器件一旦发生单粒子翻转,极有可能导致成像系统功能中断、图像数据丢失,直接影响到航天任务能否高效完成。所以针对抗单粒子翻转的技术研究,已成为航天领域的一大难点和热点问题。为了提高空间成像系统抗单粒子翻转的能力,本文在研究各种抗单粒子加固技术后,综合采用三模冗余和刷新相结合的技术提高成像系统可靠性。具体设计分为以下几个部分:(1)系统硬件实验平台设计。本文设计了基于空间成像应用的SRAM型双FPGA结构的抗单粒子翻转电路,并搭建了实验验证平台。包括器件选型、原理图设计和八层PCB绘制等。基于该平台,应用半实物仿真验证方法研究加固技术原理和加固效果。该系统主要实现CCD相机的驱动时序设计,以及对SRAM型FPGA的配置、刷新和回读操作。(2)设计加固方案。以Xilinx公司Virtex-II系列FPGA XC2V3000为对象,了解其配置存储区结构,针对该型号FPGA的配置、刷新、回读的原理和过程进行深入研究,使用Verilog语言设计相关代码。同时,综合应用Xilinx公司的XTMR技术,给出定时刷新加三模冗余,以及回读刷新加三模冗余两套提高SRAM型FPGA抗单粒子翻转的可行性方案。(3)实验验证。本文设计了基于刷新技术的软件故障注入方法,采用所搭建的实验平台对两种加固方案,进行了实验验证,试验结果表明,该加固方案有效,定时刷新时间约为240ms,回读刷新时间最大约为480ms。本文中的FPGA采用SelectMAP接口进行配置刷新回读操作,在航天任务中,将FPGA器件替换成抗辐射的宇航级器件,可以很方便的将本方案进行移植,为相关工程研制提供技术支撑。