《SRAM型FPGA單粒子故障的“邏輯探針”間接檢測方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由楊俊擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：SRAM型FPGA單粒子故障的“邏輯探針”間接檢測方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊俊
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
單粒子效應一直是制約空間電子儀器發揮效能的主要因素之一。作為空間電子儀器的關鍵信號處理器件，SRAM型FPGA自套用以來，單粒子故障就備受關注。器件集成度越高，核心工作電壓越低，受單粒子效應的影響就越顯著，單粒子故障檢測已經成為空間電子儀器設計必須慎重考慮的問題。課題將針對SRAM型FPGA單粒子故障的低代價間接檢測問題，從FPGA的單粒子故障模式與故障特性出發，研究FPGA的五要素單粒子故障分析模型，研究描述單粒子故障產生、傳遞和耦合過程的狀態轉移方程，推導描述單粒子故障耦合程度的歸一化耦合因子；以邏輯探針和目標設計之間的耦合度最大化為原則，最佳化邏輯探針的布局布線算法和邏輯探針觸點的類型，提高單粒子故障間接檢測機率、降低虛警機率和檢測方法帶來的資源與速度性能方面的損失，從而為加強我國SRAM型FPGA的空間套用能力、提高空間電子儀器的整體可靠性提供技術支撐。
結題摘要
SRAM 型 FPGA 對空間輻射環境單粒子效應極度敏感， 單粒子效應可能導致系統功能中斷和失效， 因此單粒子故障發生後的檢測和修復極為重要。 本結題報告總結了自然科學基金項目“ SRAM 型 FPGA 單粒子故障的“邏輯探針”（ Logic Probe） 間接檢測方法”的研究內容和成果。 （ 1） 建立一種適用 SRAM 型 FPGA 的“五要素”分析模型，研究 FPGA 單粒子故障在電路系統層面的轉移和耦合特性，並對單粒子故障的耦合特性進行量化分析； （ 2） 基於單粒子效應的耦合特性， 給出一種基於“邏輯探針”的低代價的單粒子故障間接檢測方法； 從布局布線角度， 提出解決 SEU-MBE（單粒子翻轉引起的多個模組同時故障） 的區域約束法和布線修正法。 （ 3） 分析“邏輯探針” 虛警機率和檢測機率之間的矛盾， 獲得檢測機率和虛警機率的數學表達式，分析檢測方法對 FPGA 資源速度的影響，最後通過故障注入試驗分析“邏輯探針”方法的檢測性能，給出“邏輯探針”方法的設計原則。 項目研究在模型分析方法、布局布線算法和“邏輯探針”設計等方面形成一套較為完善的SRAM 型 FPGA 單粒子故障間接檢測方法，降低傳統單粒子故障檢測帶來的資源和速度性能方面的代價，提高故障檢測機率， 從而為加強我國 SRAM 型 FPGA 的空間套用能力，提高空間電子儀器的整體性能和可靠性提供支撐。
