基于FPGA的容错计算机故障注入研究

为了验证以FPGA为主控制器的容错计算机的可靠性,利用构造双NIOSII系统的方法,设计了模拟量、数字量、通讯量以及单粒子效应的故障注入系统。该系统可以通过软件由用户选择故障参数,对容错计算机进行故障输入。它无需改变原容错计算机的硬件设计,对原操作系统也无特殊的要求。     

基于DSP的实时目标特征提取算法

在空间环境中,长时间运行的空间飞行器信息处理系统存储器容易发生单粒子翻转现象(SEU),而单粒子翻转现象是导致空间飞行器失效的主要原因之一。基于此,通过分析SEU现象对不同类型存储器的影响,阐述SEU现象对加载可靠性的影响。通过重新设计加载系统结构,并引入三模冗余、检纠错编码和定时刷新FLASH存储器的方法,降低系统加载时由于SEU而失败的概率,提高系统加载运行的可靠性。     

一种异构双核SoC的抗SEU加固方案

异构双核SoC结构复杂,不同部分受到单粒子翻转(SEU)的影响程度不同。采用单一的技术对整个SoC进行加固,既浪费资源,效果也不好。根据不同部分受SEU影响的不同特点,选取SoC中受SEU影响最大的几个部分进行优化加固。使用自动三模冗余添加技术对处理器的寄存器堆和取指通道进行了加固,使用汉明码对存储器进行了加固,使用软硬协同的软件签名技术对CPU运行的程序进行了检测,不会对CPU的性能产生影响。仿真和物理实现的结果表明,相对于未加固的设计,该方案抗SEU能力提高了6倍,与全加固设计的抗SEU能力相当。该方案的面积消耗仅为34%,而全加固的为88%。