FPGA块存储器的多位翻转容错设计

摘要

在高可靠性航空航天、航空电子设备和军用应用中,辐射引发的多比特翻转(MBU)成为FPGA存储器的一个主要的可靠性问题;传统的单比特错误纠正(SEC)和双比特错误检测(DED)无法对FPGA存储器发生的MBU故障提供防护,引发存储器的存储故障;为了减少MBU造成的影响,设计了RM(2,5)编码防护系统对FPGA块存储器进行容错防护,实现了单个码字小于4位的翻转错误的纠正;对RM编码系统进行了三模冗余设计,解决了RM码不具备抗辐射的缺陷;设计的RM(2,5)编译码模块在Xilinx Virtex-5 FPGA中实现,编码模块频率以225.284 MHz运行,占用LUT资源1.33％;通过理论分析和硬件实验表明,该错误检测与纠正(EDAC)系统能够纠正4位以下的翻转,提高FPGA存储器的可靠性.