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一種抗SEU存儲器電路的FPGA設計

作者: 時間:2010-11-18 來源:網絡 收藏

需要注意的是,擴展?jié)h明碼模式下的地址信號需要進行額外的處理。由于本設計采用了128K×16bit的SRAM芯片,它有17位地址信號。但是,正如上面提到過的,SRAM芯片組中將有4KB的存儲空間工作于TMR模式,還有248KB的存儲空間將工作于擴展?jié)h明碼模式,而248KB的空間需要18位地址信號,這就要求有一個對地址信號進行變換的模塊。當地址小于4KB 時,電路工作于TMR模式下而無需對地址進行變換;當地址大于等于4 KB同時小于128 KB時,電路工作于擴展?jié)h明碼模式,地址信號會選中第一個124 Kx(16+8)bit的空間,此時也無需地址變換;而當地址大于等于128 KB,電路也工作于擴展?jié)h明碼模式下,此時地址信號應選中第二個124 Kx(16+81bit的空間,此時則應將地址值加上4KB,然后取新的地址的低17位加到第二個124 Kx (16+8) bit的存儲空間上即可。
在上述TMR和擴展?jié)h明碼模塊的設計中,對出錯數據的回寫是設計中的重點和難點,主要應考慮是否回寫和何時回寫兩個問題。這兩個問題可由時序控制模塊來解決。它主要根據CPU的控制信號,適時的發(fā)出錯誤標示輸出使能信號flag_oe,從而改變CPU對RAM的讀寫狀態(tài),完成
修正數據的正確回寫。
另外,電路中的錯誤標示信號對整體設計的穩(wěn)定性至關重要。為了保證錯誤標示信號的穩(wěn)定,可在雙向傳輸門B的讀入端加一個鎖存器,鎖存器的鎖存使能端也可由時序控制模塊的flag_latch來控制。
4.3 模式選擇模塊
模式選擇模塊用于接收來自CPU的配置信號config和片選信號cs_fpga,以便將32位的配置數據寫入配置寄存器。該寄存器的低18位數據為模式配置數據,地址信號通過與該數據進行比較,可使小于該地址的存儲器空間工作于TMR模式,大于該地址的存儲空間工作于擴展?jié)h明碼模式。
本電路采用軟件故障注入法來進行電路的有效性驗證,所以,在電路設計中,可將模式配置寄存器的其余14位用于注入外部干擾數據,并將其連接到ctrl_err與add_err信號,以用來進行軟件故障的注入,模擬SEU對電路的影響。
4.4 控制邏輯模塊
該模塊可接收模式選擇模塊的模式信號mode,以對TMR模塊和擴展?jié)h明碼模塊輸出的讀寫信號和片選信號進行選擇,然后輸出到RAM芯片的引腳上去,從而實現(xiàn)CPU對RAM的正確訪問。尤其是當電路工作于擴展?jié)h明碼模式時,還需根據地址信號判斷當前對哪個124 Kx (16+8)bit的存儲空間片選有效。其具體電路如圖5所示。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/180248.htm



5 結束語
本設計中的抗SEU存儲器的設計可通過ACTEL的ProAsic系列A3P400 FPGA實現(xiàn),并可使用與其配套的Liber08.5 EDA工具進行代碼的編輯和原理圖的繪制,并進行功能仿真與電路的綜合。通過仿真可以看到,本設計可以達到預期的目的,它既可實現(xiàn)存儲器的抗SEU設計,又可以滿足對存儲器使用靈活性的要求,而且具有功能完善、適應性強、電路簡單等特點,非常適用于星載RAM的抗輻射電路設計。


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關鍵詞: 編解碼器

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