《空天套用中晶片自愈型可重構硬體結構與容錯機制研究》是依託南京航空航天大學，由張砦擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：空天套用中晶片自愈型可重構硬體結構與容錯機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張砦
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
機載電子系統的高可靠、強容錯設計是空天套用研究需要解決的關鍵技術。基於仿生胚胎硬體理論的晶片自愈型可重構硬體，能實現晶片級線上自主故障診斷和自主修復，用於空天計算機系統和電子設備設計，可顯著提高可靠性，但目前設計因設計冗餘嚴重而無法實用。本項目面向空天套用從硬體系統體系結構、細胞電路模組組成和細胞陣列布局三個方面研究晶片自愈型可重構硬體的簡化設計方法：⑴採用具有分子自修復能力的新四層結構模型，改善傳統結構因修復層級高導致硬體利用率低的問題；⑵採用只保存三個細胞配置信息的配置存儲器設計，大幅減小了細胞電路面積，且可同時容錯瞬時故障和永久故障；⑶通過可靠性分析給出細胞陣列的布局最佳化準則，可減少電路的冗餘空閒細胞數。研究成果可作為高可靠、自修復系統設計的理論基礎。
結題摘要
空天套用環境中，機載電子系統的高可靠、強容錯設計是迫切需要解決的關鍵技術。基於仿生胚胎硬體理論的晶片自愈型可重構硬體，具有晶片級線上自主故障診斷和自主修復特點，可顯著提高空天環境數字電子系統性能，但因自修復覆蓋不全面和資源冗餘嚴重等問題難以實用。本項目從硬體結構體系、細胞電路設計方法和套用設計可靠性提高方法三個方面開展研究：(1)提出新的三層結構模型，採用增強低層級修復能力的方法提高修復靈活性和可靠性，通過去除高層級自修複方法提高硬體利用率，並給出相應的分層自修復策略；(2)提出新的細胞內部電路模組自測試和自修復結構，實現了細胞內所有模組電路的自測試和自修復能力的全覆蓋，給出了電路簡化設計方法；(3)研究套用設計過程的可靠性提高方法，通過分析細胞陣列在不同自修復策略、不同細胞單元粒度大小和不同細胞陣列布局結構下的可靠性變化規律，給出設計者選擇能夠獲得最大可靠性的最佳設計策略和設計參數的方法。
