基于动态重配置的航空总线单粒子翻转效应测试系统研究

发布时间：2023-03-29 00:49

　　随着电子技术和半导体工业的发展,机载电子设备日益增多,以静态随机存取存储器(SRAM,Static Random Access Memory)型FPGA(Field Programmable Gate Array)为代表的大规模集成电路(IC,Integrated Circuit),因其高集成度、高运行速度、可反复编写等特点,在航空领域得到了越来越多的应用。但由于半导体工艺尺寸的不断缩小,IC上器件的尺寸、阈值电压不断降低,使得航空辐射环境造成IC发生单粒子翻转效应的风险增大,从而对航空器安全飞行构成威胁。因此,航空单粒子效应已受到各国民航局和航空工业的广泛关注。考虑到采用飞行搭载实验和地面实验装置模拟测试进行航空单粒子翻转效应验证的诸多不便利性,因此需要提出一种对航空单粒子翻转效应测评更为高效的方法。本文围绕机载电子设备的航空单粒子翻转效应测试需求,选取航空器上易产生单粒子翻转效应的SRAM型FPGA作为研究对象,根据器件的单粒子翻转效应机理,基于动态重配置技术进行了航空单粒子翻转效应测试系统研究。首先通过对航空器飞行条件下大气辐射环境的研究,确定了大气中子是造成机载电子设备发生单粒...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
缩略语
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文内容和安排
第二章 测试系统总体方案设计
    2.1 航空单粒子效应
        2.1.1 航空单粒子效应类别
        2.1.2 单粒子翻转效应机理
    2.2 航空辐照环境
    2.3 动态重配置技术
        2.3.1 故障注入
        2.3.2 动态重配置实现
    2.4 系统总体方案
    2.5 本章小结
第三章 航空单粒子翻转效应测试系统的硬件研制
    3.1 硬件架构设计
    3.2 电路板卡设计与制作
        3.2.1 电源电路
        3.2.2 配置电路
        3.2.3 信息存储电路
        3.2.4 ARINC429 总线接口电路
    3.3 FPGA设计与实现
        3.3.1 功能模块
        3.3.2 模块通信
    3.4 本章小结
第四章 航空单粒子翻转效应测试系统的软件实现
    4.1 软件架构设计
    4.2 单粒子翻转故障数据生成功能
        4.2.1 中子通量模拟生成
        4.2.2 功能实现
    4.3 测试控制功能
    4.4 显示及数据处理功能
    4.5 本章小结
第五章 航空单粒子翻转效应测试系统验证
    5.1 系统搭建及测试步骤
    5.2 ARINC429 总线单粒子翻转测试
        5.2.1 测试电路功能验证
        5.2.2 单粒子翻转故障注入测试及分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
作者简介



本文编号：3773645