现场可编程门阵列FPGA不仅可以利用软件编程的方法完成整个硬件电路功能的配置,而且具有可重复编程和动态重构能力,因此在空间探测、航空航天、遥感遥测、工业控制、医疗、通信等领域得到普遍应用。目前,FPGA动态重构技术已引起国内外学者广泛关注,而基于FPGA的容错系统设计技术研究具有重要的理论意义和实用价值。本文研究基于FPGA动态重构的数字系统容错设计技术,主要内容如下:(1)基于动态部分重构的数字系统容错的整体设计方案的建立及其可靠性分析。为提高苛刻工作环境下FPGA的可靠性,本文给出了一种基于FPGA动态部分重构的D/TMR系统设计方案,正常工作时采用DMR系统,具有较低的面积开销和功耗;当系统出现故障时,利用FPGA部分动态重构技术切换为TMR系统,不需要额外故障检测与定位电路。从理论上分析了该系统的可靠性,并与传统DMR和TMR系统进行了对比。(2)分别以8线-3线编码器和2位乘法器为例,对系统方案进行了验证。首先以8线-3线编码器为例,按照多层次结构划分整个D/TMR系统,完成各模块的设计;选用较新的基于SLICE的设计方案,利用FPGA Editor设计工具建立模块与模块之间固定的总线宏通信设计;运用模块化的设计流程完成基于编码器D/TMR系统的设计;采用Xilinx公司推荐的EAPR设计法重新设计,分析EAPR设计法的优势。最后运用模块化的设计流程完成基于D/TMR系统的乘法器设计,验证实验结果的可行性。