Leon3多核处理器的FPGA跨层次可靠性设计与实现

摘要

SRAM型FPGA具有设计开发周期短、设计制造成本低、可反复编程、灵活性高等优点,在航空航天领域中的应用逐渐受到重视.但是SRAM型FPGA极易受空间高能带电粒子导致的单粒子翻转效应的影响,严重制约芯片可靠性.本文针对SRAM型FPGA的可靠性问题,提出并实现了基于动态重配置的可靠性设计和基于配置文件回读的跨层次可靠性设计方法.基于动态重配置的可靠性设计利用SRAM型FPGA动态重配置技术,在三模冗余的基础上对故障模块进行动态恢复,在功能层次对设计进行保护.基于配置文件回读的可靠性设计利用FPGA内部配置接口,对配置数据进行回读和校验,在配置层次对设计进行保护.在基于LEON3处理器的实验平台上的实验结果表明,本文实现的跨层次可靠性设计方案能有效的容忍单粒子翻转故障,提高系统可靠性.