吴加威（河海大学物联网工程学院，江苏常州，213022）



基于FPGA的触发器单粒子翻转错误统计电路设计

吴加威
（河海大学物联网工程学院，江苏常州，213022）

摘要：触发器在太空辐射环境或者地面环境中受到带电粒子的辐射打击，会产生单粒子翻转错误。随着我国航空航天领域的快速发展，检测触发器芯片的软错误率，评估其可靠性，至关重要。本系统基于FPGA进行设计开发，对数据通过异或模块进行比较，然后通过计数器模块进行统计，并由PISO模块转换为串行输出。系统通过Verilog建模，运行可靠，方案可行。

关键词：单粒子翻转；FPGA；触发器；PISO

0 引言

单粒子翻转指的是当半导体存储器元件受到带电粒子辐射打击时，可能会发生的一系列存储位翻转的错误，其错误的形式主要有SBU/MBU（即单位/多位翻转）两种。

随着我国航空航天领域的快速发展，航天器、卫星等所载的半导体器件用到了大量的静态存储单元器和触发器等。而随着半导体工艺现代科技的持续向前快速发展，器件进入了纳米工艺制程，对单粒子翻转错误越来越敏感。因此，为了检测集成触发器单粒子翻转造成的软错误率，提高系统的可靠性，我们开发了基于FPGA系统的错误统计电路。

1 总体设计

为了实现检测集成触发器存储位翻转错误的功能，实现方案较多。因为FPGA具有实现简单、可扩展性强等优点，本系统基于FPGA进行设计。根据电路的预期功能，把电路分为四个模块，电路总体结构图如下图。

图1 片内错误统计……