基于商用器件的星载处理机关键技术研究

发布时间：2020-07-27 18:20

【摘要】：在空间环境下,处理机所处的辐射环境会带来严重的辐射效应,为了提高处理机系统的可靠性,降低由辐射效应引起的损害,在进行航天器在轨试验前,需对低等级关键器件进行筛选试验和单粒子翻转防护设计,采用高性能器件使处理机系统具有运算速度快、性能高、应用软件多等优点。FPGA及A/D模数转换器是系统关键器件,其好坏直接影响到整个系统指标的高低,其中SRAM型FPGA由于其可编程、集成度高、功耗低、速度快等特点,在高速数据采集、系统控制等方面有着极其重要的地位。然而,由于目前我国芯片制造技术水平有限及美国禁运政策的限制,导致国内军品级和宇航级芯片的获取困难,价格昂贵,而商用(COTS)器件因其成本低、获取容易等特点,使得在卫星系统中具有很大的应用前景。因此如何选择适用于空间辐射环境的高可靠性、高性能商用现货FPGA、AD、DA芯片,是一个具有挑战性的课题。本文首先对应用到空间辐射环境中商用塑封器件的升级试验进行了研究,然后结合商用COTS器件的抗辐照试验方案,设计了一个抗辐照测试系统,该系统可进行远距离控制与电路配置更新,可以为空间环境下工作的COTS器件电路提供有用的设计参考,从而降低测试复杂性。最后对星载处理机的关键FPGA软件模块进行单粒子翻转(SEU)防护设计,研究了一种既可靠又有效的SEU防护方法:双备份冗余和并发错误检测相结合(DMR-CED)的方法。文中通过模拟注错测试对容错方案进行了性能验证,验证得到DMR-CED容错方法可在实现有效容错的同时,较TMR具有节省资源的优势。通过本文对商用器件筛选测试和SEU防护设计的研究,为高性能商用器件的抗辐照设计提供了借鉴作用,为后续商用器件的星载应用提供参考。
【学位授予单位】：中国航天科技集团公司第一研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V446
【图文】：

图 2.3 失效浴盆曲线Fig. 2.3 Relationship With Reliability During the Part Lifespan线，得出筛选试验降低了初期失效的概率，鉴定试题。筛选，鉴定，DPA 广泛应用于高可靠系统当中要方法。

图 2.4 筛选流程Fig. 2.4ATypical Test Flow for Screening of PEMs的是测定器件承受极端高温和极端低温的能力。不围。 为了减少试验，只做一个方向，要是该方向的结果

鉴定试验流程

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本文编号：2772198