基于RISCV处理器的抗辐照敏捷开发平台设计
发布时间：2022-10-30 13:39
随着物联网的发展以及人工智能的兴起,芯片的需求变得越来越多样化。传统的芯片开发模式设计周期长、投资风险高,这些因素严重影响芯片的发展,使用更敏捷的开发方式成为了新时代芯片开发最主要的诉求。对可靠性要求极高的抗辐照芯片的开发也存在着同样的问题,将芯片敏捷开发方法引入到抗辐照芯片的设计中,从而加快抗辐照芯片的开发速度,这对我国航天事业以及核物理的发展具有重要意义。本文在深入研究芯片敏捷开发方法的基础上设计了基于FIRRTL（Flexible Intermediate Representation for RTL）的抗辐照加固敏捷开发平台。该平台包括前端、中间转换以及后端三个部分。前端用来解析Chisel格式和FIRRTL格式的硬件描述文件,解析之后的硬件描述被以抽象语法树的形式传递给中间转换部分。中间转换嵌入了本地三模冗余（Local TMR）加固算法和基于SCC（Strongly Connected Compoent）的分布式三模冗余（Distributed TMR）加固算法,用于对输入的电路进行三模冗余加固处理。后端部分通过调用FIRRTL框架中的Verilog生成器将三模冗余之后的硬...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 抗辐照敏捷开发平台架构设计
2.1 RISCV介绍
2.2 基于CHISEL HDL的硬件设计的研究
2.2.1 Chisel介绍
2.2.2 Chisel在抗辐照敏捷开发平台中的应用
2.3 基于FIRRTL中间表达格式的电路形式转换的分析
2.3.1 FIRRTL的硬件编译框架
2.3.2 FIRRTL中间表达格式
2.3.3 FIRRTL中间格式转换
2.4 抗辐照敏捷开发平台
2.5 本章小结
第3章 抗辐照敏捷开发平台的实现
3.1 电路的单粒子翻转
3.2 三模冗余
3.2.1 表决器类型
3.2.2 表决器插入
3.2.3 三模冗余类型
3.3 基于FIRRTL的抗辐照敏捷平台功能的实现
3.3.1 平台框架设计
3.3.2 平台的前端设计
3.3.3 平台主体功能设计
3.3.4 平台的后端设计
3.4 本章小结
第4章 抗辐照敏捷开发平台的验证
4.1 基础电路功能验证
4.1.1 无环时序电路的验证
4.1.2 有环时序电路的验证
4.1.3 ISCAS89 Benchmark的验证
4.2 平台性能分析
4.3 RISCV处理器的加固实例
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]开源芯片、RISC-V与敏捷开发[J]. 王诲喆,唐丹,余子濠,刘志刚,解壁伟,包云岗. 大数据. 2019(04)
[2]基于ANTLR的Web应用测试脚本自动重构方法[J]. 周辉,钱巨. 计算技术与自动化. 2017(03)
[3]开源处理器Rocket的自定义指令研究与测试[J]. 雷思磊. 单片机与嵌入式系统应用. 2017(05)
[4]一种基于ANTLR的MongoDB数据库SQL转化模型[J]. 李常青,谷建华. 西北工业大学学报. 2017(01)
[5]RISC-V架构的开源处理器及SoC研究综述[J]. 雷思磊. 单片机与嵌入式系统应用. 2017(02)
[6]基于强连通分量的个性化的网页排名高效算法[J]. 杨红果,申德荣,寇月,聂铁铮,于戈. 计算机学报. 2017(03)
[7]龙芯X微处理器抗辐照加固设计[J]. 杨旭,范煜川,范宝峡. 中国科学:信息科学. 2015(04)
[8]一种基于二分查找的电路选择性加固方案[J]. 张丽娜,梁华国,黄正峰,邢璐. 电子测量与仪器学报. 2014(07)
[9]三模冗余在ASIC设计中的实现方法[J]. 宁新权,刘布民,聂永峰. 现代电子技术. 2012(02)
博士论文
[1]Flash型FPGA单粒子效应研究及新型测试验证系统的研制[D]. 杨振雷.中国科学院研究生院(近代物理研究所) 2016
硕士论文
[1]基于接口逻辑模型的DTMF芯片顶层时序分析及优化设计方法研究[D]. 薛伟杰.西安电子科技大学 2018
[2]星载遥感图像实时处理专用芯片的抗辐照电路设计[D]. 董珊.北京理工大学 2016
本文编号：3698989
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 抗辐照敏捷开发平台架构设计
2.1 RISCV介绍
2.2 基于CHISEL HDL的硬件设计的研究
2.2.1 Chisel介绍
2.2.2 Chisel在抗辐照敏捷开发平台中的应用
2.3 基于FIRRTL中间表达格式的电路形式转换的分析
2.3.1 FIRRTL的硬件编译框架
2.3.2 FIRRTL中间表达格式
2.3.3 FIRRTL中间格式转换
2.4 抗辐照敏捷开发平台
2.5 本章小结
第3章 抗辐照敏捷开发平台的实现
3.1 电路的单粒子翻转
3.2 三模冗余
3.2.1 表决器类型
3.2.2 表决器插入
3.2.3 三模冗余类型
3.3 基于FIRRTL的抗辐照敏捷平台功能的实现
3.3.1 平台框架设计
3.3.2 平台的前端设计
3.3.3 平台主体功能设计
3.3.4 平台的后端设计
3.4 本章小结
第4章 抗辐照敏捷开发平台的验证
4.1 基础电路功能验证
4.1.1 无环时序电路的验证
4.1.2 有环时序电路的验证
4.1.3 ISCAS89 Benchmark的验证
4.2 平台性能分析
4.3 RISCV处理器的加固实例
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]开源芯片、RISC-V与敏捷开发[J]. 王诲喆,唐丹,余子濠,刘志刚,解壁伟,包云岗. 大数据. 2019(04)
[2]基于ANTLR的Web应用测试脚本自动重构方法[J]. 周辉,钱巨. 计算技术与自动化. 2017(03)
[3]开源处理器Rocket的自定义指令研究与测试[J]. 雷思磊. 单片机与嵌入式系统应用. 2017(05)
[4]一种基于ANTLR的MongoDB数据库SQL转化模型[J]. 李常青,谷建华. 西北工业大学学报. 2017(01)
[5]RISC-V架构的开源处理器及SoC研究综述[J]. 雷思磊. 单片机与嵌入式系统应用. 2017(02)
[6]基于强连通分量的个性化的网页排名高效算法[J]. 杨红果,申德荣,寇月,聂铁铮,于戈. 计算机学报. 2017(03)
[7]龙芯X微处理器抗辐照加固设计[J]. 杨旭,范煜川,范宝峡. 中国科学:信息科学. 2015(04)
[8]一种基于二分查找的电路选择性加固方案[J]. 张丽娜,梁华国,黄正峰,邢璐. 电子测量与仪器学报. 2014(07)
[9]三模冗余在ASIC设计中的实现方法[J]. 宁新权,刘布民,聂永峰. 现代电子技术. 2012(02)
博士论文
[1]Flash型FPGA单粒子效应研究及新型测试验证系统的研制[D]. 杨振雷.中国科学院研究生院(近代物理研究所) 2016
硕士论文
[1]基于接口逻辑模型的DTMF芯片顶层时序分析及优化设计方法研究[D]. 薛伟杰.西安电子科技大学 2018
[2]星载遥感图像实时处理专用芯片的抗辐照电路设计[D]. 董珊.北京理工大学 2016
本文编号：3698989
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