电力设备中FPGA单粒子效应研究

FPGA在电力设备中大规模应用后，其长时间运行的可靠性一直受到单粒子效应的影响。宇宙射线中的高能粒子穿过大气层后，会在FPGA芯片中造成单粒子翻转、单粒子锁存等故障。针对以上现象，分析了单粒子效应的形成机理及影响因素，计算了常用FPGA芯片的单粒子翻转故障概率。以需要长时间稳定运行的电力设备为对象，提出了芯片防护、系统防护、逻辑备份、数据校验、硬件检测等缓解方法。结果表明，这些措施可以有效减少FPGA中因单粒子效应而产生的故障。