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一种抗单粒子翻转容错异步收发器电路设计
  • ISSN号:0258-0934
  • 期刊名称:《核电子学与探测技术》
  • 时间:0
  • 分类:TP331.1[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院近代物理研究所,兰州730000, [2]中国科学院大学,北京100049, [3]西北师范大学,兰州730070
  • 相关基金:国家自然科学基金(11005135;11305233)。
中文摘要:

为了改善星载粒子探测装置异步收发器的抗单粒子翻转性能,提出了一种基于Actel Flash FPGA的解决异步收发器抗单粒子翻转和传输过程中检错和纠错问题的高可靠设计方案。基于Actel公司的ProASIC Plus系列APA600 FPGA,采用汉明码( Hamming Code)和三模冗余( Triple Modular Redun-dancy,TMR)法相结合的方式对异步收发器进行容错设计,实现了一种新型的抗单粒子翻转电路。对于发送器模块,首先数据处理单元把发送的数据送到编码器中完成汉明码编码,之后将编码完成的数据分别发送给多数表决器中来表决得到数据送入串行发送器中,最后将并串转换的数据发送出去。对于接收器模块,通过串行接收器对接收数据进行串并转换,并将转换后的并行数据送入解码器,解码器对接收到码字进行译码,得到最终的信息数据。对设计进行误差注入仿真测试,结果表明所设计的容错异步串行收发器能够有效地容错,可以非常方便地应用到航空航天等辐射环境中,实现高可靠的系统设计。

英文摘要:

In order to improve the anti-Single Event Upset ( SEU) capability and data communication error de-tection and correction performance of an UART ( Universal asynchronous Receiver and Transmitter) used in a space borne detection equipment, a high-reliable design based on Actel Flash FPGA is proposed.An asyn-chronous receiver/transmitter based on APA600 FPGA of ProASIC Plus architecture,Designed and reinforced with triple module redundancy and Hamming code, is presented in this paper.All modules were developed with triple module redundancy.Data processing unit of the transmitter sends data to Hamming encoder, and the en-coded words are transferred to majority voter, then code words are fed to transmitter.For the receiver, serial re-ceiver transforms the serial data to the parallel data and sends it to the decoder.For the receiver, the serial data was transformed into the parallel data and sent to the decoder by the serial receiver, then, the information can be obtained.The design has been simulated and evaluated by fault injection finally.The results show that the asynchronous serial receiver/transmitter developed can effectively perform fault-tolerant function.It can be ap-plied to a system with high reliability in aerospace radiation environments.

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期刊信息
  • 《核电子学与探测技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国核工业集团公司
  • 主办单位:中核(北京)核仪器厂
  • 主编:李卫国
  • 地址:北京经济技术开发区宏达南路3号
  • 邮编:100176
  • 邮箱:lw261@sina.com
  • 电话:010-59573451
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-0934
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2016/TL
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中国中文核心期刊,中国科协三等奖,中国核工业部二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6170