新型抗SEU存储器读写结构及ECC编码方法研究

发布时间：2023-04-26 02:41

　　检纠错技术是解决静态随机存储器抗单粒子翻转问题的重要方法。本文针对静态随机存储器的加固问题,根据存储器的读写特点,综合考虑抗单粒子翻转性能、冗余存储容量大小和系统读写效率,提出了一种新型抗单粒子翻转的存储器读写结构,采用改进型汉明算法设计了检纠错编解码模块。利用存储器与控制器件的互连总线,并行接入检纠错编解码模块,以减小检纠错模块对存储器读写操作性能的影响;以512字节为单位划分存储器空间,采用改进型汉明检纠错码方法对512字节进行编解码,得到3字节的纠错码;采用Verilog HDL设计的RTL级编解码模块,经Synopsys DC综合得到的规模为1万5千门(含1K触发器),工作频率达到80MHz。使用ALTERA公司的StratixⅡ系列FPGA中的EP2S60F1020C3进行硬件验证,证明检纠错编解码模块的功能达到设计要求。

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 空间辐射防护的意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文的研究内容及论文结构
第二章 辐射环境及辐射效应
    2.1 天然空间辐射环境
        2.1.1 银河宇宙射线
        2.1.2 地磁场捕获辐射带
        2.1.3 太阳质子事件
    2.2 与飞行轨道相关的电离辐射环境
    2.3 核辐射环境
    2.4 大气环境
    2.5 地面环境
    2.6 辐射效应
        2.6.1 位移辐射效应
        2.6.2 电离辐射效应
第三章 单粒子翻转的机理及相关防护措施
    3.1 单粒子效应概述
    3.2 单粒子效应量化表述
    3.3 单粒子翻转的机理
        3.3.1 电荷沉淀
        3.3.2 电荷收集
        3.3.3 临界电荷
        3.3.4 SRAM中的单粒子翻转机理
    3.4 单粒子翻转的加固
        3.4.1 工艺加固
        3.4.2 电路层加固
        3.4.3 系统层加固
第四章 检纠错技术校验原理及设计思想
    4.1 检错纠错技术概述
        4.1.1 检纠错技术原理
        4.1.2 检纠错技术特点
    4.2 汉明码ECC技术
        4.2.1 汉明码算法
        4.2.2 汉明码检纠错能力
    4.3 本文的设计思想
        4.3.1 改进汉明检纠错技术的算法分析
        4.3.2 改进汉明检纠错技术的设计思想
    4.4 本章小节
第五章 电路设计及FPGA验证
    5.1 ECC编解码模块概述
    5.2 ECC编码模块
    5.3 ECC解码模块
    5.4 ECC比较纠错模块
    5.5 ECC顶层模块
    5.6 电路综合
    5.7 FPGA硬件验证
        5.7.1 FPGA板简介
        5.7.2 FPGA硬件验证
    5.8 本章小节
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 进一步工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3801572