内容简介
本书对宇航用FPGA及其可靠性的相关技术进行了介绍，包括FPGA芯片制造技术，可靠性通用设计方法，空间辐射对FPGA的影响及抗单粒子翻转设计方法，FPGA检错、容错、纠错技术，FPGA局部和远程重配置的在轨维护与功能升级方法、FPGA测试流程与测试方法等。本书主要面向从事宇航及相关领域研究的科研工作者和高校师生，可在FPGA的理论研究、设计开发、可靠性研究以及宇航应用等方面为读者提供借鉴与参考。
编辑推荐
本书总结了大量宇航用FPGA产品工程研制经验，提炼出了宇航用FPGA可靠性设计验证方法。适用于宇航FPGA产品的研究教学、工程设计、试验制造等，对从事宇航FPGA工程人员提供很好的借鉴价值。
作者简介
赵万良，研究员，硕士生导师，现任惯性敏感器产品首席专家，上海惯性工程技术研究中心主任，中国惯性技术学会理事，上海市惯性技术学会秘书长,上海市青年科技英才、上海市优秀技术带头人，航天科技八院硕士研究生导师，上海交通大学电子信息与电气工程学院硕士研究生企业导师，担任《中国惯性技术学报》、《导航与控制》杂志编委。
目录
第1章 绪论11.1FPGA的发展历程21.1.1Microsemi公司41.1.2Xilinx公司51.1.3宇航用FPGA现状61.2宇航用FPGA发展趋势81.2.1高容量、高密度、高速度、低功耗81.2.2高软件复用率81.2.3高系统集成度81.2.4高可靠性8参考文献10第2章 反熔丝FPGA芯片技术112.1FPGA基础技术介绍112.1.1FPGA编程技术112.1.2FPGA逻辑单元142.1.3FPGA布线架构162.2反熔丝FPGA的结构192.2.1整体架构192.2.2布线通道及互连线资源192.2.3可编程逻辑单元212.2.4I/O模块212.2.5时钟网络232.3反熔丝FPGA编程技术252.3.1反熔丝器件252.3.2反熔丝编程电压262.3.3反熔丝FPGA编程技术282.3.4比特位流文件介绍282.4FPGA器件抗辐照情况302.4.1空间辐射环境概述302.4.2电离辐射效应312.4.3反熔丝FPGA的抗辐照指标实例322.5典型设计实例32参考文献36第3章 FPGA可靠性设计通用技术383.1复位设计383.1.1复位383.1.2高电平复位与低电平复位413.1.3复位时长设计依据433.1.4远程遥控复位443.2信号消抖设计453.2.1抖动的产生453.2.2信号抖动的危害453.2.3抖动的消除办法463.3可靠性编码与状态机设计473.3.1状态机描述方式473.3.2状态机编码方式543.3.3格雷码543.3.4独热码553.4亚稳态与竞争冒险563.4.1亚稳态案例及亚稳态发生的原因573.4.2减少亚稳态发生的措施583.4.3竞争冒险产生原理593.4.4竞争冒险判定方法及解决办法623.5资源优化633.5.1串并转换633.5.2乒乓操作643.5.3流水线操作653.6时序分析与时序约束基本理论653.6.1时序分析基本理论663.6.2建立时间、保持时间、传输延时、组合逻辑延时673.6.3数据信号可靠传输的条件683.6.4时序约束及改善时序的办法69参考文献75第4章 抗单粒子翻转技术764.1空间辐照对FPGA的影响764.2常用抗单粒子翻转技术774.2.1三模冗余774.2.2重配置容错844.2.3编码容错88参考文献94第5章 FPGA容错技术965.1FPGA故障检测与定位975.1.1FPGA器件级故障检测原理975.1.2FPGA应用过程故障检测1015.1.3反熔丝FPGA验证方案1025.2FPGA容错与纠错1035.2.1EDAC原理及实现1035.2.2EDAC编码模块1065.2.3EDAC译码模块1065.2.4通信纠错容错1075.3冗余备份与仲裁1085.3.1串并联冗余1085.3.2双机热备份系统1115.3.3三机备份系统113参考文献115第6章 宇航用FPGA重配置技术1166.1FPGA重配置类型及原理1166.1.1FPGA重配置类型1166.1.2FPGA重配置原理1166.1.3局部或远程重配置应用特点1196.2FPGA局部重配置1206.2.1局部重配置设计方法1206.2.2基于模块化局部重配置实现1216.2.3基于EAPR方式局部重配置实现1316.3FPGA远程重配置1386.3.1远程重配置实现方式1386.3.2基于被动模式的远程重配置实现1396.3.3基于边界扫描的远程重配置实现140参考文献144第7章 高可靠性FPGA的测试1457.1FPGA测试特性1457.2FPGA测试流程与方法1467.2.1测试需求分析1477.2.2编码规则检查1487.2.3人工审查1517.2.4仿真验证1517.2.5时序验证1607.2.6逻辑等价性验证1657.2.7板级确认测试1707.2.8其他类测试1717.3本章小结173参考文献174