钱小东 宣浩 韩晋 乔兴旺

（1.中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽省合肥市 230088）（2.孔径阵列与空间探测安徽省重点实验室 安徽省合肥市 230088）

1 引言

基于CMOS 工艺的SRAM 型FPGA 以其功能密度高、体积小、功耗低、半定制可灵活配置、速度快、可重复编程和容量大等优点，被大量应用于卫星电子产品中[1]。但是受地球辐射带和宇宙射线等恶劣空间环境的影响，卫星系统中的电子元器件受单粒子事件和总剂量等空间辐射影响，会出现工作异常，甚至会导致整个系统的崩溃。随着电子系统复杂度越来越高，对FPGA 等超大规模集成电路的依赖性越来越强，电路容量增大，工作电压的降低使得在空间辐射环境下的可靠性大幅降低。因此对FPGA 进行抗单粒子容错设计是各国航天界的研究重点和热点。

针对SRAM 型FPGA，在实际空间应用中实施并能显著提高FPGA 可靠性的技术可分为设计缓解技术和重配置技术。设计缓解技术是指利用冗余(硬件冗余、信息冗余)技术对设计进行故障屏蔽，比如硬件主备份、三模冗余(TMR)或者检错纠错码(DEAC)等技术，但是冗余设计势必需要增加额外资源，因此会带来系统的性能、大小、重量、功能和可靠性的影响。除此以外，对SRAM 型FPGA 的配置存储器进行自动刷新、回读和重配置是一种有效的抗SEU 的方法[2]。自动刷新能够周期性地消除SEU 对FPGA 配置位带来的影响。回读和重配置则是在FPGA 运行过程中通过回读检验配置数据的正确性，仅在发现错误时进行重新配置，因此能够减少配置次数，更加高效地对故障进行恢复。……