一种适用于空间飞行器的可重构信息处理平台硬件设计

在我国空间通信技术取得巨大发展的今天,对空间飞行器电子设备功能可重构、可升级、运行代码可更换的需求越来越多。分析了空间辐射效应对高性能数字信号处理器（DSP）和SRAM型FPGA的影响,提出了一种适用于空间飞行器上的可重构信息处理平台的硬件设计方法,具有可重构、可在线升级运行代码的特点。该硬件架构计由高性能DSP和高可靠性的反熔丝FPGA为主要组成,提出了这种架构对抗空间单粒子效应的方法。该电路设计方法可以为空间飞行器通信设备的设计提供参考。     

FPGA动态可重构技术原理及实现方法分析

FPGA动态重构技术主要是指对于特定结构的FPGA芯片,在一定的控制逻辑的驱动下,对芯片的全部或部分逻辑资源实现在系统的高速的功能变换,从而实现硬件的时分复用,节省逻辑资源。本文以SRAM FPGA的可重配置特性为基础,结合几种新型的动态重构FPGA芯片结构,分析了FPGA动态重构技术的原理,讨论了其实现方法。     

星载控制软件上载技术

从提高星载设备可靠性入手，着重对星载控制软件上载的重要性进行了描述，并对各个技术要领进行了详细剖析。另外还提出了软件抗单粒子翻转的通用方法。     

FPGA 动态可重构技术原理及实现方法分析 覃祥

摘要:FPGA 动态重构技术主要是指对于特定结构的FPGA 芯片,在一定的控制逻辑的驱动下,对芯片的全部或部 分逻辑资源实现在系统的高速的功能变换,从而实现硬件的时分复用, ,节省逻辑资源。本文以SRAM FPGA 的可 重配置特性为基础,结合几种新型的动态重构FPGA 芯片结构,分析了FPGA 动态重构技术的原理,讨论了其实现 方法。     

FPGA动态可重构技术及其应用

本文介绍了ＦＰＧＡ动态可重构技术原理,探讨了其应用前景,并讨论了影响其实用化的有关技术难点。     

基于可重构核的FPGA电路设计

电路系统的自适应性、紧凑性和低成本 ,促进了在嵌入式系统中软硬件的协同设计。在线可重构FPGA不仅可以满足这一要求 ,而且在可编程专用电路系统设计的验证及可靠性等方面有着良好的应用 ,文中介绍了可重构 FPGA的实现结构及评估方法 ,提出以线性矢量表征可重构 FPGA及其可重构核的研究模型 ,以及基于可重构核的模块化设计 ,认为面向分类的专用类可重构 FPGA应当是现阶段可重构 FPGA的研究主题。     

基于XC6200的可重构处理器设计

本文讨论一种针对图像信息处理应用的可重构处理器设计与实现.该处理器采用DSP+FPGA的混合计算结构,既具有制造完成后的可编程性,又能提供较高的计算性能,可适用多种实时图像信息处理应用的需要.文中还对动态重构的实现及可重构芯片设计等问题进行了较为深入的讨论,并用设计实例论证了作者的设计思想.     

星载高性能DSP加固设计方法研究

分析了高性能数字信号处理器程序存储区的位翻转、数据存储区的位翻转、外设控制寄存器的功能中断、中断控制寄存器的单粒子功能中断、程序Cache的位翻转、JATAG逻辑的功能中断等原因引起的失效模式,给出了软件设计中的几个有效的加固方法.这些方法应用于某卫星通信载荷设计中,试验证明,这些方法可以有效地对付由单粒子翻转和单粒子功能中断等辐射效应引起的DSP故障或者失效.     

可重构计算及可重构编译技术研究

可重构计算是未来高性能计算的发展趋势,它兼具了通用计算的灵活性和专用计算的高效性,充分利用系统资源的同时,又能发挥应用程序的效率。可重构编译是推广可重构计算的关键技术,可重构编译系统能够为传统的软件编程人员提供一个体系结构透明的开发平台,并让用户真正灵活利用可重构计算平台。     

基于FPGA的动态可重构系统实现

介绍了Xilinx公司VirtexTMFPGA芯片的配置原理,采用模块化设计实现FPGA的动态部分重构,并设计出CPU加CPLD配置FPGA的硬件方案来实现可重构系统.FPGA采用Select MAP配置方式,实现配置逻辑的快速重构和动态部分重构.同时给出了可重构系统配置的软件流程,并计算出相应的重构时间.     

基于星地链路的FPGA在轨可重构设计

随着信号处理算法的发展,人们对航天用现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array, FPGA）提出了算法可更新的需求。而传统的固定算法模式已经无法满足要求,所以星上FPGA在轨可重构设计成为了解决这一问题的关键。提出了一种基于星地链路的FPGA在轨可重构设计方案。通过星地链路上载配置数据并将其存入电可擦除只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory, EEPROM）内,然后利用反熔丝器件对FPGA进行大规模算法重配置操作。这项设计方案已经通过了相关验证,同时也提升了星载FPGA的灵活性。     

Development of a Run-Time Reconfiguration System with Low Reconfiguration Overhead

The concept of using a microcontroller coupled to re-programmable FPGAs is being used at the heart of Run-Time Reconfigurable (RTR) systems. This paper presents the development of an RTR system for DSP and telecommunication applications. It differs from other systems, in that it treats reconfiguration time as a key design parameter by employing design for reconfiguration where partial reconfiguration is identified in the design of the circuit architecture. Reductions of up to 75% in the implementation time of multiplication, division and square root circuits have been achieved using the Xilinx XC6200 FPGA family. A special hardware/software interface called the Virtual Hardware Handler, has also been developed to support the design approach. It vastly simplifies the reconfiguration operation, reducing it to a simple process of passing pointers and data. The approach has been implemented on a windows-based RTR system.     

FPGA动态重构技术在算术逻辑单元中的应用

基于Virtex2-Pro ML310开发环境,使用基于模块(Module-based)的部分动态可重构方式,实现了动态重构技术在算术逻辑单元中的运用.实验数据结果表明使用普通方法需要下载的文件大小是使用部分动态重构方法的5.82倍,部分动态重构以较小容量的硬件资源,实现了较大的时序系统整体功能,减小了算术逻辑单元的面积,增加了电路的下载速度并且提高了硬件利用率.     

Application of Global Dynamic Reconfiguration in Artificial Neural Network System based on Field Programmable Gate Array

Presented is a global dynamic reconfiguration design of an artificial neural network based on field programmable gate array （FPGA）. Discussed are the dynamic reconfiguration principles and methods. Proposed is a global dynamic reconfiguration scheme using Xilinx FPGA and platform flash. Using the revision capabilities of Xilinx XCF32P platform flash, an artificial neural network based on Xilinx XC2V30P Virtex-Ⅱ can be reconfigured dynamically from back propagation （BP） learning algorithms to BP network testing algorithms. The experimental results indicate that the scheme is feasible, and that, using dynamic reconfiguration technology, FPGA resource utilization can be reduced remarkably.     

基于CPLD的FPGA快速动态重构设计

随着FPGA的广泛应用,其实现的功能也越来越多,FPGA的动态重构设计就显得愈发重要。在分析Xilinx VertexⅡPro系列FPGA配置流程、时序要求的基础上,设计了基于CPLD的FPGA快速动态重构方案,实现了同一硬件平台下多个FPGA设计版本的在线动态配置和功能重构,该技术已在工程中成功应用。     

Application of Remote FPGA Dynamic Reconfiguration System in LED Lighting

The dynamic reconfiguration technique based on field-programmable gate array (FPGA) can improve the resource utilization.Discussed are the dynamic reconfiguration principles and methods.Proposed is a remote dynamic reconfiguration scheme using Xilinx Virtex-II FPGA and SMCS Ethernet Physical layer transceiver(PHY).The hardware of the system is designed with Xilinx Virtex-II XC2V30P FPGA that embedds MicroBlaze and MAC IP core,and its network communication software based on transmission control protocol/Internet protocol (TCP/IP) protocol is programmed by loading LwlP to MicroBlaze. The experimental results indicate that the remote FPGA dynamic reconfiguration system(RFDRS) can switch freely in the eight lighting modes of light emitting diodes (LED),and that,using dynamic reconfiguration technology,FPGA resource utilization can be reduced remarkably,which is advantageous in the system upgrade and software update.     

FPGA逻辑资源重配置测试技术研究

针对FPGA的逻辑资源测试,提出了一种内建自测试方法.测试中逻辑资源划分为不同功能器件,对应各个功能器件设计了相应的BIST测试模板.在此基础上进一步利用FPGA的部分重配置性能优化BIST测试过程,最终在统一的BIST测试框架下,采用相对较少的配置次数完成了逻辑资源固定故障的全覆盖测试.     

SRAM型FPGA单粒子翻转测试及加固技术研究

SRAM型FPGA空间应用日益增多,只有针对其特点设计相应的单粒子试验的测试程序才能系统、准确地获取该类芯片的单粒子翻转特性,为抗辐射加固设计提供依据.阐述了单粒子翻转的静态和动态的测试方法.静态测试包括硬件设计和配置位回读程序的设计;动态测试主要针对CLB(配置逻辑单元)和BRAM(块存储器)两部分进行了相应的软件测...     

端到端重配置技术研究

端到端重配置技术起源于软件无线电,软件无线电技术实现了终端的多模式支持功能,并实现了软件从空中接口的下载.端到端重配置技术利用软件无线电提供的重配置能力,构建起以可重配置的终端、基站等网元为主体的体系结构,结合先进的动态网络规划、灵活频谱管理和联合无线资源管理技术,实现对重配置能力和异构无线资源的有效利用,保证用户的无缝业务体验.本文论述了端到端重配置技术的产生背景、基本概念和研究现状,对重配置研究中的主要问题和关键技术(包括架构、规划和管理等方面的内容)进行了系统的总结,最后就重配置未来研究的重点提出了自己的看法.     

一种新型的FPGA快速动态配置和远程加载技术

针对目前FPGA的动态配置和加载方法存在的速率低,在电磁环境恶劣的情况下加载不稳定的问题,在典型配置方法的基础上提出了一种利用于FPGA内部专用加载逻辑,采用状态机控制的新型的FPGA快速动态配置和远程加载的方法,详细介绍了该方法的硬件架构设计,动态配置软件设计和远程加载软件设计,实验证明该方法实现简单,稳定可靠、抗干扰能力强。