基于Xilinx型FPGA系统单粒子效应评估方法研究

作者：王鹏; 邹彬^*; 刘金枝; 周丹阳

来源：电子学报, 2022, 50(11): 2716-2721.

• FPGA(Field Programmable Gate Array)
• 部分重构
• 单粒子翻转
• 逐位注入
• 三模冗余
• 累积故障注入
• 功能中断截面

Virtex-5系列芯片没有官方提供的专用软错误缓解（Soft Error Mitigation,SEM）IP核，需自行设计故障注入系统.本文选用XC5VFX130T型现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）芯片利用单帧部分重构功能达到等同于SEM IP故障注入效果，实现对FPGA电路系统的抗单粒子翻转能力评估测试.利用逐位注入故障模式对XC5VFX130T型FPGA的配置位逐个注入故障，获得待评估电路的敏感配置位信息；对待测电路进行三模冗余防护加固，利用累积故障注入模式连续随机注入模拟单粒子辐照试验环境，得到待评估电路的功能中断截面，进而实现对基于XC5VFX130T型FPGA系统的抗单粒子翻转加固效果的评估.研究表明，基准电路（移位寄存器链等）评估得到的功能中断截面与实际辐照试验中的功能中断截面曲线变化一致，为机载电子的单粒子效应适航评估提供了支持.

• 单位
  中国民航大学; 自动化学院