基于動態(tài)可重構的雙模冗余系統(tǒng)可靠性設計.pdf

1、按照時間延續(xù)性劃分，故障可分為永久性故障、間歇性故障和偶然性故障三種。根據(jù)國外有關資料統(tǒng)計表明，間歇性故障和偶然性故障的發(fā)生幾率幾乎占所有現(xiàn)場失效的90％，因而也成為系統(tǒng)出錯的主要根源。因此，研究具有自檢測自修復功能的故障檢測及容錯技術方案具有非常重要的意義。
　　 目前可編程邏輯器件中基于SRAM型FPGA的使用率非常高，但由于其結構的特殊性，在太空或其他高輻射環(huán)境中易受到單粒子的轟擊，這種單粒子事件會造成邏輯信號狀態(tài)翻轉和邏

2、輯功能的改變，嚴重時甚至會造成部件的永久性損壞和系統(tǒng)失效。傳統(tǒng)的容錯設計都是基于三?；蚨嗄Ｈ哂啾頉Q的方法進行避錯，并不能從根本上糾正錯誤，殘留的故障部件會造成故障隱患和資源浪費。
　　 本文在FPGA動態(tài)部分重構的技術原理上設計了一種改進式的雙模冗余自檢測自修復系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了雙模塊比較的容錯模式，并在每個模塊上添加基于奇偶校驗技術的自檢測功能，故障發(fā)生時刻該系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)，并通過重構空閑備份模塊介入系統(tǒng)來保證系統(tǒng)的持續(xù)運行

3、，同時被切斷模塊通過自檢能夠迅速判斷是否故障，并在確定故障后通過動態(tài)重構技術進行自我修復。整個系統(tǒng)的運行不會因故障產生而中斷，而檢測及修復也都在系統(tǒng)運行狀態(tài)下完成。本文通過具體模塊功能設定實現(xiàn)該系統(tǒng)，并通過故障仿真及平臺驗證證實系統(tǒng)具備單模塊故障及雙模塊不同故障的容錯、檢錯及修復能力。
　　 本文主要闡述基于動態(tài)部分重構技術的雙模自檢測自修復系統(tǒng)的設計及SoC的軟硬件結合的控制實現(xiàn)。首先對現(xiàn)有容錯及動態(tài)重構技術原理進行闡述，討論