李 波，余 达，刘金国，孔德柱，梅 贵，陈佳豫，赵 莹

(中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033)

1 引 言

大容量SRAM型现场可编程逻辑器件(Field Programmable Gate Array，FPGA)功能强大，在空间成像领域如空间监视、遥感成像中有广泛的应用[1-3]。由于复杂的空间辐照环境和SRAM型FPGA自身的结构工艺，该类器件在轨易受单粒子翻转效应(Single Event Upset，SEU)影响，导致成像功能异常，在成像探测器上电配置期间出现翻转有损坏器件的风险，需要进行辐射加固。常见的SEU加固措施包含三模冗余、纠错编码、局部重配置和配置刷新等[4-6]。其中三模冗余资源占用率高，长时间工作可能导致故障累积而失效，适用于逻辑关系故障；纠错编码占用资源更少，编码简单时检测和纠错有限，编码复杂时会降低数据传输速率，适用于BRAM翻转故障；动态重配置主要针对器件发生的永久物理故障，而配置区受SEU的影响能通过刷新方式解决，配置期间不能工作[7-10]；刷新技术[11-14]通过将正确的配置帧信息写入FPGA可以较好地修复SEU。刷新方法常使用对辐照不敏感的反熔丝FPGA对刷新过程进行控制，但软硬件设计复杂。另一种刷新方法是使用专用的定时刷新芯片，设计难度和复杂度可大幅降低[15]。

上海复旦微公司的刷新芯片JFMRS01RH，采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺和DICE设计加固方法，具有自身可靠性高、抗辐射能力强，可以定时检测FPGA的SEFI状态并刷新FPGA，削减单粒子的累积效应。该芯片支持可编程只读存储器(PROM)、SPI FLASH、异步NOR FLASH存储器件，提供对异步NOR FLASH、SPI FLASH的编程、全芯片擦除、扇区擦除、数据校验、数据回读功能，同时提供对PROM的数据回读功能。……