[實用新型]基于反熔絲FPGA的星載制冷機控制器內部復位電路

有效

• 申請號: 201721880904.3
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN207638632U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 張昕;劉強;趙強;陳小來;溫志剛;魏文鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H03K17/22
• 分類號: H03K17/22;H03K19/0944
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

本實用新型屬于航天大規模數字集成電路器件的可靠性研究領域，公開了基于反熔絲FPGA的星載制冷機控制器內部復位電路，針對在星載短波紅外探測器組件制冷控制系統中的反熔絲FPGA在安全性與可靠性方面存在的問題，通過設計一種反熔絲FPGA的內部復位電路，為星載短波紅外探測器組件的制冷機控制器增加定時復位功能和溫差異常復位功能，從而使星載反熔絲FPGA在發生單粒子翻轉后，經過一定時間可以復位到初始狀態，避免了因為反熔絲FPGA功能失效而導致的系統工作狀態異常始終無法恢復，從而提高制冷機控制系統在軌運行的安全性可靠性。

技術領域

本實用新型屬于航天大規模數字集成電路器件的可靠性研究領域，具體涉及到基于反熔絲FPGA的星載制冷機控制器內部復位電路。

背景技術

星載短波紅外探測器組件普遍配置了直線分置式斯特林制冷機，一般由宇航級的FPGA生成頻率固定、調制度可調的SPWM波對輸出到直線電機的正弦交流信號的幅值進行控制，進而通過改變直線電機活塞的行程調整輸出功率的大小，使得制冷機能夠快速降溫，并在設定溫度點保持一定的溫度穩定精度。

在當今復雜電磁環境和強干擾的條件下，航空和航天裝備的信號處理器件的邏輯可能產生意外翻轉而產生功能失效，甚至導致系統工作狀態異常，因此器件的可靠性至關重要。反熔絲型FPGA(現場可編程門陣列)因其低功耗、高可靠性、高保密性等特點，廣泛應用于航空航天的電子系統中。然而一旦發生單粒子翻轉，系統將處于由溫控功能失效而導致的工作狀態異常始終無法恢復，嚴重影響單機在軌運行的安全性和可靠性。

實用新型內容

鑒于上述現有技術所存在的問題，本實用新型的目的是提供了基于反熔絲FPGA的星載制冷機控制器的內部復位電路，以解決現有技術反熔絲FPGA功能失效而導致的系統工作狀態異常始終無法恢復的問題，提高了制冷機控制系統在軌運行的安全性和可靠性。

本實用新型的技術解決方案是：

基于反熔絲FPGA的星載制冷機控制器內部復位電路，包括：設置在FPGA內的定時復位計數器、溫差異常復位模塊、三輸入或門；

所述定時復位計數器的輸入端接收外部復位引腳的上電異步復位信號，其輸出端發送全局復位信號至制冷機驅動邏輯單元；

所述溫差異常復位模塊根據紅外探測器制冷機杜瓦的實時溫度以及設定值MW，輸出同步復位信號至三輸入或門的其中一個輸入端；

所述三輸入或門的另外兩個輸入端分別接收電流異常檢測信號和MOSFET驅動異常檢測信號。

進一步地，所述溫差異常復位模塊包括溫差正常標識單元、溫差正常計數器、溫差異常計數器、溫差穩定狀態標識單元、溫差異常復位單元；

所述溫差正常標識單元將所采集的紅外探測器制冷機杜瓦的實時溫度和基準溫度范圍作比較，生成溫差正常或異常的溫差標識信號；

所述溫差正常計數器對溫差正常的溫差標識信號進行計數；

所述溫差異常計數器對溫差異常的溫差標識信號進行計數；

所述溫差異常復位單元將溫差異常計數器的計數值與設定值MW進行比較，并生成同步復位信號。

進一步地，所述溫差異常復位單元還包括中值濾波單元，所述中值濾波單元對所采集的紅外探測器制冷機杜瓦的實時溫度進行濾波后再送入溫差正常標識單元。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

1、本實用新型基于反熔絲FPGA的制冷機控制器復位設計基于反熔絲FPGA的星載制冷機控制器的內部復位電路，在其發生單粒子翻轉導致功能失效后，無需片外配置電路進行刷新，也無需地面進行遙測和發送指令，系統可通過定時復位功能或者溫差異常復位功能恢復到初始狀態，實現簡單，片內邏輯資源消耗小。