基于FPGA的功能域隔离电路设计OA北大核心CSTPCD

静态随机存储器(Static Random Access Memory, SRAM)型现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)广泛应用于航空航天系统中,但是高空中FPGA易受高能粒子影响造成配置出错,互联资源上发生的单点错误可能导致跨域故障,使芯片内多个模块同时失效。跨域故障可能导致电路中的工作模块与检错模块同时故障,使设备中存在不能被检测到的隐蔽故障。针对上述问题,提出在芯片上将不同功能的模块相互隔离,并通过约束实现模块间可信通信的故障隔离方法,将故障限定在单一模块内,防止多个模块同时失效,提高电路的容错能力。通过故障注入评估隔离设计前后的航空电子全双工交换式以太网(Avionics Full Duplex Switched Ethernet, AFDX)电路的各类故障发生率。实验结果证明隔离设计可以与电路原有的检错容错机制结合,将隐蔽故障的发生率降为原来的3%。