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基于FPGA的高可靠R80515的設(shè)計與實現(xiàn).rar

  • 資源大小:3518 K
  • 上傳時間: 2023-10-01
  • 上傳用戶:1208020161
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標(biāo)      簽: R80515 FPGA

資 源 簡 介

單粒子翻轉(zhuǎn)是指數(shù)字電路的存儲單元中的某一位因受到干擾而發(fā)生翻轉(zhuǎn),從而引起存儲內(nèi)容的變化,它是目前導(dǎo)致處理器運行失效的主要原因。雖然SEU不破壞任何半導(dǎo)體器件,但是它將導(dǎo)致所存儲的數(shù)據(jù)出錯或指令的執(zhí)行錯誤,甚至引起系統(tǒng)的崩潰。隨著數(shù)字電路的集成度不斷提高,單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)也越來越明顯。如何提高微處理器的容SEU能力,是當(dāng)前高可靠微處理器設(shè)計領(lǐng)域的一個研究重點。 三模冗余和EDAC是對電路進行加固的重要方法。控制流檢測技術(shù)可以在運行時發(fā)現(xiàn)程序的執(zhí)行錯誤,從而提高微處理器的可靠性。現(xiàn)場可編程門陣列FPGA在現(xiàn)代數(shù)字電路設(shè)計中發(fā)揮著越來越重要的作用。從簡單的接口電路到復(fù)雜的狀態(tài)機,甚至是片上系統(tǒng)SoC,都可以采用FPGA來進行設(shè)計。FPGA正在各個設(shè)計領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用。 本文首先對R80515開源IP核進行了深入的分析,然后對數(shù)字電路的SEU現(xiàn)象進行了研究。在此基礎(chǔ)上,本文提出了容SEU錯的高可靠R80515體系結(jié)構(gòu);結(jié)合Virtex—Ⅱ Pro器件的特性,優(yōu)化了EDAC編解碼器的實現(xiàn),節(jié)約了硬件資源;分析了不同的TMR粒度對于電路可靠性的影響,指出細粒度的TMR具有更高的可靠性。最后,綜合運用這些加固技術(shù)對R80515的核心部分進行了加固,并提供了對控制流檢測技術(shù)的支持。實驗結(jié)果表明,該體系結(jié)構(gòu)較好地實現(xiàn)了R80515在FPGA上的加固。

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