一种抗单粒子翻转的SOI器件结构

介绍了SOI器件的可偏压隔离阱结构，对这种结构抗单粒子翻转的可能性进行了分析，对采用此结构的反相器的抗单粒子翻转性能利用器件模拟软件Medici和电路模拟软件Hspice进行了模拟. 最后对基于可偏压隔离阱的抗单粒子翻转器件的应用给予了讨论.     

SER-Tvpack:基于软错误率评估的SRAM型FPGA的装箱算法

为了提高基于SRAM的FPGA(SFPGA)上的容软错误能力,提出了一种基于软错误率(soft error rate,SER)评估的装箱算法SER-Tvpack.通过结合软错误率的两个组成部分错误传播率(error propagation probability,EPP)和节点错误率(node error rate,NER),得到软错误评估标准SER的估算值,并将该值作为可靠性因子加入到代价函数中指导装箱过程,以减少装箱后可编程逻辑块(configuration logic block,CLB)之间互连的软错误率,从而提高设计的可靠性.对20个MCNC基准电路(最大基准电路集)进行实验,结果表明,与基准时序装箱算法T-Vpack及已有的容错装箱算法FTvpack相比较,软故障率分别减少了14.5%和4.11%.而且,与F-Tvpack比较,在仅增加0.04%的面积开销下,减少了2.31%的关键路径的时延,提供了较好的时序性能.     

Comparison of heavy-ion induced SEU for D- and TMR-flip-flop designs in 65-nm bulk CMOS technology

Heavy ion experiments were performed on D flip-flop （DFF） and TMR flip-flop （TMRFF） fabricated in a 65-nm bulk CMOS process. The experiment results show that TMRFF has about 92% decrease in SEU cross- section compared to the standard DFF design in static test mode. In dynamic test mode, TMRFF shows much stronger frequency dependency than the DFF design, which reduces its advantage over DFF at higher operation frequency. At 160 MHz, the TMRFF is only 3.2~ harder than the standard DFF. Such small improvement in the SEU performance of the TMR design may warrant reconsideration for its use in hardening design.     

SEU型惯性除尘器的应用研究

分析了专利产品SEU型惯性除尘器的除尘机理，并详细介绍了其在输煤皮带中的实际应用，为中小企业的粉尘治理提供了一种投资少，效果好的方法。     

SRAM型FPGA单粒子翻转模拟系统研究

SRAM型FPGA在空间辐照环境下,容易受到单粒子效应的影响,导致FPGA存储单元发生位翻转,翻转达到一定程度会导致功能错误。为了评估FPGA对单粒子效应的敏感程度和提高FPGA抗单粒子的可靠性,对实现故障注入的关键技术进行了研究,对现有技术进行分析,设计了单粒子翻转效应敏感位测试系统,利用SRAM型FPGA部分重配置特性,采用修改FPGA配置区数据位来模拟故障的方法,加速了系统的失效过程,实现对单粒子翻转敏感位的检测和统计,并通过实验进行验证,结果表明:设计合理可行,实现方式灵活,成本低,为SRAM型FPGA抗单粒子容错设计提供了有利支持。     

适用于空间环境下的FPGA容错与重构体系

FPGA极大地提高了电子系统设计的灵活性和通用性，被广泛地应用在各个领域。在空间环境中，FPGA 容易受到SEU的影响而导致内部逻辑的紊乱，系统重构与故障恢复也比较困难。该文提出了一种在星载环境下，使用CPLD对FPGA进行基于错误诊断的容错体系结构设计，兼顾到了系统重构与故障恢复，在实验中取得了较好的效果。     

星载数据加密容错研究

在空间辐射环境中,单粒子反转效应(SEU)会导致星载系统存储器逻辑位发生翻转,且无法单纯依赖硬件措施完全消除,又由于卫星通信加密设备在大多数加密模式下具有错误扩散特性,星载数据加密设备的SEU软故障会导致批量数据不可用.针对星载数据加密过程的SEU影响问题,设计了基于奇偶校验码的星载数据加密过程检错算法和基于海明码的星载数据加密过程纠错算法,该容错方案可以有效降低SEU对星载数据加密过程的影响,提高星载数据加密的可靠性.通过大量图像数据仿真实验结果表明,提出的容错方案对星载数据加密过程可靠性的提高率与位出错概率成反比,有较好的空间适应性.     

基于软件故障注入的星载系统错误传播研究

设计了信号故障传播率的计算方法,在此基础上设计了根据信号故障传播率进行故障注入实验,并根据故障注入实验的结果绘制错误传播图的方法.根据实验结果和错误传播图可以从信号和模块两个层次对系统进行分析,找出最为脆弱的部分,即找出最可能传播故障的信号和模块,以及最可能传播故障的一条路径.据此可对系统的可靠性做出评测.工作在高辐射环境下的各类软件系统,如星载系统,在运行过程中可能会因环境的扰动发生SEU现象,本文利用软件故障注入技术对这种现象进行模拟,进行故障注入实验,实验结果表明我们设计的算法能有效地对系统的可靠性做出评测.     

空间单粒子故障容错设计的验证技术研究

由于空间环境的特殊性,可靠性成为航天器的重要指标,容错设计在航天关键电子元器件中必不可少。在航天器进入太空之前,为了模拟空间辐射效应,文中采用一种新颖方法对航天关键电子元器件进行单粒子故障注入,同时通过软件配合测试的方式,达到验证其容错结构的目的。采用了该技术的面向空间应用的高性能高可靠32位嵌入式RISC处理器取得了一次流片成功的结果。