基于FPGA的星载RAM抗SEU的研究与设计

发布时间：2020-05-08 09:24

【摘要】： 空间环境中存在着众多的宇宙射线和高能粒子,运行于其中的星载计算机很容易受到这些射线和粒子的冲击从而产生各种辐射效应。星载计算机上的双稳态器件如静态存储器SRAM就可能在辐射的作用下出现单粒子翻转效应(Single Event Upset,SEU),导致存储器中的数据的某一位从一个状态变为另一个状态。在存储器中出现这样的错误如果不能及时的发现并纠正,则可能导致星载计算机出现误操作,甚至出现更严重的后果,所以很有必要对星载RAM进行抗SEU的设计。 此外,由于卫星造价高昂,人们更希望在一颗卫星上完成尽量多的任务,所以卫星上会集成更多功能。这些不同的功能有不同的应用需求,对存储器的容量与抗辐射性能也有不同的要求,于是也很有必要对星载RAM的灵活性加以改善。 本课题正是基于对以上问题的考虑,使用可调的存储器配置方案,同时采用(22,16)扩展汉明码编码与三模冗余(Triple Modular Redundancy,TMR)相结合的方式对星载RAM进行抗SEU的设计。本论文详细阐述了(22,16)扩展汉明码与TMR的检错纠错原理。使用VHDL语言分别实现了扩展汉明码检错纠错电路与TMR检错纠错电路。为了验证设计的有效性,使用TMS320C6713 DSP搭建验证电路平台,采用软件故障注入法对设计进行验证。 经过本设计加固的星载RAM可以对存储器进行在线配置,可以采用两种不同的存储器检错纠错方式。同时,与典型的EDAC芯片相比,本系统实现了差错的实时回写。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP333.8

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