基于FPGA的在线进化故障定位修复技术研究
发布时间：2021-01-07 03:39
进化硬件将演化思想引入电子系统的设计中,为构建具有自适应、自修复能力的电子系统开辟了一个全新的研究领域。FPGA以性价比高、开发周期短以及在线可重构的特点被广泛的应用于多种极端恶劣环境领域尤其是航空航天领域。基于FPGA的电子系统在航空航天、强电磁环境和强辐射环境中易因辐射诱发多种故障,电子系统一旦发生故障很难进行人工修复,这就要求FPGA电子系统必须有较强的抗干扰能力。本文在研究笛卡尔遗传规划和虚拟可重构技术的基础上提出了基于解码的单点故障定位技术和基于解码的单点冗余修复技术,并设计了一个基于FPGA的在线进化故障定位修复平台。应用该平台对加法器和乘法器进行电路在线进化故障定位修复实验研究,实验结果表明,本文提出的单点故障修复技术能够有效提高FPGA的故障修复速度,极大的缩短故障修复时间。主要研究内容:（1）分析了FPGA在极端恶劣的空间环境中容易发生的单粒子效应故障,以及常用FPGA故障修复技术。（2）对笛卡尔遗传规划和基于FPGA的虚拟可重构电路进行研究,在此基础上对基于传统EHW的故障修复技术进行了改进,提出了基于解码的单点故障定位技术和单点故障冗余修复技术。应用该技术能够精准...
【文章来源】：河北师范大学河北省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
修复平台整体结构
本文构建的基于 FPGA 的在线进化故障定位修复平台，以下简称为自修复平台。自平台的硬件基础是 FPGA，在 Quarters 开发环境中使用 VHDL 硬件语言进行设计， SOPC Builer 开发工具设计 NiosII 软核，把 NiosII 软核作为自修复平台的 CPU。通iosII IDE 开发工具将自修复平台和算法综合编译，然后下载到 FPGA。4.1.1 嵌入式 Nios II 软核 CPU 处理器模块嵌入式Nios II软核CPU处理器模块是整个模型的开始，主要实现演化算法的运行体映射电路的评估、电路故障注入控制和电路故障检测与修复，该模块的核心是s II 软核处理器。通过 NiosII IDE 开发环境，将演化算法的 C 语言代码，下载到算法中。嵌入式 Nios II 软核 CPU 处理器模块和外为接口的定制图如图 4.2 所示。本文设计于 FPGA 的在线进化故障定位修复平台主要是通过 Nios II 嵌入式软核处理器进行，在 Quartus II 9.0 环境使用 SOPC builder 开发工具对 Nios II 嵌入式软核处理器定及数据传输口和外设接口的定制等。
模块是永久性故障，所以当该 PE 单元发生故障时便不真正破坏 FPGA 中某一指定可编程节点，所以通异或”逻辑门，通过故障注入模块随机改变某一 故障，此时的故障便当做永久性故障处理。型如图 4.6 所示。==45seu_inseu_out....图 4.5 输出模块
本文编号：2961833
【文章来源】：河北师范大学河北省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
修复平台整体结构
本文构建的基于 FPGA 的在线进化故障定位修复平台，以下简称为自修复平台。自平台的硬件基础是 FPGA，在 Quarters 开发环境中使用 VHDL 硬件语言进行设计， SOPC Builer 开发工具设计 NiosII 软核，把 NiosII 软核作为自修复平台的 CPU。通iosII IDE 开发工具将自修复平台和算法综合编译，然后下载到 FPGA。4.1.1 嵌入式 Nios II 软核 CPU 处理器模块嵌入式Nios II软核CPU处理器模块是整个模型的开始，主要实现演化算法的运行体映射电路的评估、电路故障注入控制和电路故障检测与修复，该模块的核心是s II 软核处理器。通过 NiosII IDE 开发环境，将演化算法的 C 语言代码，下载到算法中。嵌入式 Nios II 软核 CPU 处理器模块和外为接口的定制图如图 4.2 所示。本文设计于 FPGA 的在线进化故障定位修复平台主要是通过 Nios II 嵌入式软核处理器进行，在 Quartus II 9.0 环境使用 SOPC builder 开发工具对 Nios II 嵌入式软核处理器定及数据传输口和外设接口的定制等。
模块是永久性故障，所以当该 PE 单元发生故障时便不真正破坏 FPGA 中某一指定可编程节点，所以通异或”逻辑门，通过故障注入模块随机改变某一 故障，此时的故障便当做永久性故障处理。型如图 4.6 所示。==45seu_inseu_out....图 4.5 输出模块
本文编号：2961833
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