[發明專利]一種FPGA電路和其配置文件處理方法

有效

• 申請號: 201610059947.9
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN107015880B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 何軻;秦波;王宏宇
• 申請（專利權）人: 京微雅格（北京）科技有限公司
• 主分類號: G06F11/10
• 分類號: G06F11/10
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

本發明公開了一種FPGA電路和配置文件處理方法。在一個實施例中，FPGA電路包括配置存儲器，用于存儲有FPGA配置文件，配置文件包括配置數據和ECC碼；硬件ECC解碼器，利用ECC碼對配置數據進行糾錯和檢錯；單粒子翻轉控制器，用于回讀配置文件，并且利用硬件ECC解碼器對回讀的配置文件進行檢查和糾錯。通過使用該電路，可使FPGA支持單粒子翻轉的能力得到大大的增強，從而使FPGA可以應用到宇航、航空或其他對設備出錯比較敏感的領域，因此具有廣泛和重大的意義。

技術領域

本發明涉及一種集成電路，特別涉及FPGA電路和其配置文件處理方法。

背景技術

隨著技術的進步，對星載信號處理能力的要求越來越高，FPGA也越來越多地應用到航天領域，成為星載信號處理和控制的關鍵部件。目前，從FPGA在星載型號產品中的使用情況來看，單粒子效應成為了影響大規模FPGA可用性和可靠性的主要因素。

宇航級大規模FPGA都是基于SRAM型，SRAM型FPGA在應用于可靠性有較高要求的場合時必須通過配置文件回讀的方式進行檢錯，但是其內部寄存器易受單例子效應影響而產生錯誤。因此，針對大規模FPGA進行抗單粒子效應的研究非常重要且迫切。

發明內容

在第一方面，本發明實施例提供一種FPGA電路。該電路包括配置存儲器，用于存儲有FPGA配置文件，配置文件包括配置數據和ECC碼；硬件ECC解碼器，利用ECC碼對配置數據進行糾錯和檢錯；單粒子翻轉控制器，用于回讀配置文件，并且利用硬件ECC解碼器對回讀的配置文件進行檢查和糾錯。

優選地，單粒子翻轉控制器從配置存儲器中按塊讀取配置文件，傳輸到ECC解碼器中進行ECC檢測或糾錯；配置文件進過ECC檢測或糾錯后，被寫回到配置存儲器中。

ECC碼可以是漢明、BCH、RS碼或其它形式的編碼。

優選地，配置文件包括多組數據和ECC編碼的校驗位。

在第二方面，本發明實施例提供一種FPGA電路的配置文件處理方法，該方法包括從配置存儲器中按塊讀取配置文件，將配置文件進行ECC檢測或糾錯；配置文件進行ECC檢測或糾錯后，被寫回到配置存儲器中。

通過使用ECC檢查和糾錯，可使FPGA支持單粒子翻轉的能力得到大大的增強，從而使FPGA可以應用到宇航、航空或其他對設備出錯比較敏感的領域，因此具有廣泛和重大的意義。

附圖說明

圖1是帶有ECC校驗碼的一種配置文件結構；

圖2示意了根據本發明實施例的帶有ECC糾錯校驗功能的FPGA芯片；

圖3示意了帶有ECC校驗功能的FPGA設計及下載流程；

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

本發明實施例在FPGA配置文件中添加ECC碼的配置架構，并且FPGA器件在運行過程中基于ECC碼執行FPGA配置文件的回讀、檢查并糾錯。通過使用該架構，可使FPGA支持單粒子翻轉的能力得到大大的增強。

圖1描述了帶有ECC校驗碼的一種配置文件結構。其中FPGA配置文件以配置鏈的長度為單位，加入ECC校驗碼。在圖1中，每一個組數據Data對應了每一條配置存儲器鏈，每一條配置存儲器鏈有一個ECC編碼的校驗位。整個配置FPGA芯片的配置文件包含了若干組數據和對應的配置存儲器鏈。

圖2是本發明實施例的FPGA芯片原理示意圖。如圖2所示，FPGA芯片包括配置存儲器、硬件ECC(Error Correcting Code，即錯誤檢查和糾正)解碼器和單粒子翻轉(singleevent upset,下文簡稱SEU)控制器。