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1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得云洼王些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名:礫妻冬簽字日期:w悼年。弓月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解云整王些太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的
2、規(guī)定。特授權(quán)云望王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名:虧蟆本導(dǎo)師簽名:簽字日期:Ⅶ埤年。弓月日工施一一門l眵簽字日期:)葉年哆月6日,摘要FPGA(FieldProgrammableGateArray,現(xiàn)場可編程門陣列)以其強(qiáng)大的可重復(fù)編程能力已經(jīng)
3、被廣泛地應(yīng)用在航天、軍工以及工業(yè)控制等領(lǐng)域,成為星載信號處理和控制的關(guān)鍵部件,但是如同一般的大規(guī)模集成電路一樣,F(xiàn)PGA器件也很容易受到太空單粒子等輻射效應(yīng)的影響而發(fā)生各類故障。因此,對FPGA器件的抗輻射加固和容錯設(shè)計已成為航天、軍工以及工業(yè)控制等領(lǐng)域可靠性設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)。而隨著工藝尺的降低,一塊芯片上晶體管的數(shù)目也越來越多,多位錯誤翻轉(zhuǎn)(MBU,MultipleBitUpset)在航天電子器件上發(fā)生的概率也越來越大,SRAM型FPG
4、A對輻射中的MBU尤為敏感,因此有必要采用一定的方法來降低MBU的影響,提高FPGA的可靠性。錯誤檢錯糾錯碼(ErrorDectionandCorrectionCode)是一種非常有效的系統(tǒng)級加固方法。其中,以漢明碼最為經(jīng)典,可以用較小的冗余和功耗糾正一位錯誤,檢測兩位錯誤,但是針對FPGA的多位單粒子翻轉(zhuǎn),其糾錯能力有限,不能提供足夠的可靠性。因此,本文通過對在數(shù)字通信系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的RS碼進(jìn)行必要修正,使之能夠?qū)PGA在
5、太空中高輻射環(huán)境下的多位錯誤翻轉(zhuǎn)(MBU,MultipleBitUpset)效應(yīng)進(jìn)行容錯加固。本文針對FPGA的多位單粒子翻轉(zhuǎn),設(shè)計并實現(xiàn)了高速率、低延時的RS碼編譯碼器,采用流水線結(jié)構(gòu)提高數(shù)據(jù)的吞吐量。針對RS碼編碼器中大量使用的乘法器,采用了基于自然基下的常系數(shù)乘法器,以及最優(yōu)弱對偶基比特并行乘法器,使譯碼器系統(tǒng)達(dá)到了較高的數(shù)據(jù)吞吐率,并降低了譯碼復(fù)雜度。RS譯碼器的關(guān)鍵方程采用改進(jìn)的BM迭代算法,由于避免了復(fù)雜的求逆運算,大大提高
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