[發明專利]一種適用于宇航用SRAM型FPGA的單粒子加固的上電復位電路

有效

• 申請號: 201610108491.0
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105634454B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 陳雷;李學武;王文鋒;趙元富;孫華波;倪劼;李智;張健
• 申請（專利權）人: 北京時代民芯科技有限公司;北京微電子技術研究所
• 主分類號: H03K17/22
• 分類號: H03K17/22
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 楊春穎

1.一種適用于宇航用SRAM型FPGA的單粒子加固的上電復位電路，其特征在于：包括電源VCC、三個相同的上電冗余模塊、出錯檢測及冗余輸出控制模塊和三個可控輸出緩沖器；三個相同的上電冗余模塊，分別為第一上電冗余模塊、第二上電冗余模塊、第三上電冗余模塊；三個可控輸出緩沖器分別為第一可控輸出緩沖器、第二可控輸出緩沖器、第三可控輸出緩沖器；

每個上電冗余模塊，包括電平監測模塊、延時去毛刺電路、內部存儲單元狀態監測模塊、數字輔助延時模塊；

電源給電平監測模塊供電，電平監測模塊實時檢測電源的電壓值，當電源的電壓值大于等于設定的上閾值電壓Vthr時，電平監測模塊輸出一個高電平信號送至延時去毛刺電路，該高電平信號即結束復位信號，當電源的電壓值低于設定的上閾值電壓Vthr時，電平監測模塊輸出一個低電平信號送至延時去毛刺電路；

延時去毛刺電路，接收電平監測模塊送來的高電平信號或低電平信號，判斷出錯檢測及冗余輸出控制模塊反饋的為高電平信號時，同時當從電平監測模塊接收的高電平信號或低電平信號的單個脈沖寬度小于等于設定的脈沖寬度時，將該單個脈沖作為毛刺濾除，得到平順的高電平信號或平順的低電平信號送至內部存儲單元狀態監測模塊；判斷出錯檢測及冗余輸出控制模塊反饋的為低電平信號時，當出錯檢測及冗余輸出控制模塊反饋的低電平信號中的脈沖小于等于設定的脈沖寬度時，將該單個脈沖作為毛刺濾除，得到平順的低電平信號送至內部存儲單元狀態監測模塊；

內部存儲單元狀態監測模塊，包括多個存儲單元；

內部存儲單元狀態監測模塊，當接收延時去毛刺電路送來的平順的低電平信號，將內部存儲單元狀態監測模塊中的多個存儲單元鎖定，即停止向該存儲單元寫入數據，同時向數字輔助延時模塊輸出高電平信號；內部存儲單元狀態監測模塊，當接收延時去毛刺電路送來的平順的高電平信號，向內部存儲單元狀態監測模塊中的多個存儲單元寫入與存儲單元中存儲的值相反的值，然后將多個存儲單元鎖定，即停止向該存儲單元寫入數據，同時后向數字輔助延時模塊輸出低電平信號；

數字輔助延時模塊包括多個寄存器和一個振蕩器；

數字輔助延時模塊，接收內部存儲單元狀態監測模塊送來的高電平信號或低電平信號，當從內部存儲單元狀態監測模塊接收到高電平信號時且出錯檢測及冗余輸出控制模塊的反饋為高電平時，數字輔助延時模塊中的多個寄存器處于鎖定狀態，即寄存器內存儲的數值不變，輸出低電平信號，即數字輔助延時模塊的輸出為低電平信號；

當從內部存儲單元狀態監測模塊接收到高電平信號時且出錯檢測及冗余輸出控制模塊的反饋為低電平時，或當從內部存儲單元狀態監測模塊接收到低電平信號時且出錯檢測及冗余輸出控制模塊的反饋為高電平時，或當從內部存儲單元狀態監測模塊接收到低電平信號時且出錯檢測及冗余輸出控制模塊的反饋為低電平時，振蕩器開始振蕩輸出時鐘信號，每一次振蕩后寄存器計數一次，當寄存器寄滿后，輸出高電平，即數字輔助延時模塊的輸出為高電平信號；

將第一上電冗余模塊的輸出記為POR_Good1信號、第二上電冗余模塊POR_Good2信號、第三上電冗余模塊POR_Good3信號；將第一上電冗余模塊的輸出記為POR_Good1信號、第二上電冗余模塊POR_Good2信號、第三上電冗余模塊POR_Good3信號均送至出錯檢測及冗余輸出控制模塊；將第一上電冗余模塊的輸出記為POR_Good1信號送至第一可控輸出緩沖器；將第二上電冗余模塊的輸出記為POR_Good2信號送至第二可控輸出緩沖器；將第三上電冗余模塊的輸出記為POR_Good3信號送至第三可控輸出緩沖器；

出錯檢測及冗余輸出控制模塊有三個輸入和三個輸出，三個輸出分別為OUT1、OUT2和OUT3，OUT1輸出反饋至第一上電冗余模塊的延時去毛刺電路、數字輔助延時模塊并送至第一可控輸出緩沖器，OUT2輸出反饋至第二上電冗余模塊的延時去毛刺電路、數字輔助延時模塊并送至第二可控輸出緩沖器，OUT3輸出反饋至第三上電冗余模塊的延時去毛刺電路、數字輔助延時模塊并送至第三可控輸出緩沖器；

出錯檢測及冗余輸出控制模塊的三個輸入分別將接收的POR_Good1信號、POR_Good2信號、POR_Good3信號進行比較，若POR_Good1信號、POR_Good2信號、POR_Good3信號均相同，則出錯檢測及冗余輸出控制模塊的三個輸出OUT1、OUT2和OUT3均為高電平；若POR_Good1信號與POR_Good2信號和POR_Good3信號不同，則OUT1為低電平，OUT2和OUT3為高電平；若POR_Good2信號與POR_Good1信號和POR_Good3信號不同，則OUT2為低電平，OUT1和OUT3為高電平；若POR_Good3信號與POR_Good1信號和POR_Good2信號不同，則OUT3為低電平，OUT1和OUT2為高電平；

當第一可控輸出緩沖器，在接收到出錯檢測及冗余輸出控制模塊的輸出信號為高電平時，將第一上電冗余模塊的輸出POR_Good1信號反相后輸出；當第一可控輸出緩沖器，在接收到出錯檢測及冗余輸出控制模塊的輸出信號為低電平時，第一可控輸出緩沖器不輸出信號；

當第二可控輸出緩沖器，在接收到出錯檢測及冗余輸出控制模塊的輸出信號為高電平時，將第二上電冗余模塊的輸出POR_Good2信號反相后輸出；當第二可控輸出緩沖器，在接收到出錯檢測及冗余輸出控制模塊的輸出信號為低電平時，第二可控輸出緩沖器不輸出信號；

當第三可控輸出緩沖器，在接收到出錯檢測及冗余輸出控制模塊的輸出信號為高電平時，將第三上電冗余模塊的輸出POR_Good3信號反相后輸出；當第三可控輸出緩沖器，在接收到出錯檢測及冗余輸出控制模塊的輸出信號為低電平時，第三可控輸出緩沖器不輸出信號。