[發(fā)明專利]基于幀級位流回讀表決的準(zhǔn)三模自修復(fù)系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810637785.1
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN109062716B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚睿;李明莉;王梅群;胡杰;崔江
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F11/07
• 分類號: G06F11/07
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

本發(fā)明公開一種基于幀級位流回讀表決的準(zhǔn)三模自修復(fù)系統(tǒng)及其控制方法，包括輸入端口、輸出端口、DRM1、DRM2、輸出選擇開關(guān)、位流存儲器、位流回讀比較器、位流配置刷新器和操作控制器。其中，輸入端口分別連接DRM1和DRM2的輸入端，DRM1和DRM2的輸出端則分別連接輸出選擇開關(guān)，輸出選擇開關(guān)的輸出接輸出端口；DRM1和DRM2配置位流可由位流回讀比較器逐幀回讀，并可由位流配置刷新器逐幀刷新；位流存儲器可由位流回讀比較器和位流配置刷新器逐幀訪問；位流回讀比較器的輸出端連接操作控制器，操作控制器同時連接輸出選擇開關(guān)和位流配置刷新器。本發(fā)明通過幀級配置刷新實現(xiàn)快速修復(fù)軟故障，并且具有低功耗、低成本和更強的故障檢測能力、定位能力和修復(fù)能力等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于SRAM型FPGA的基于幀級位流回讀表決的準(zhǔn)三模自修復(fù)系統(tǒng)及其控制方法，屬于數(shù)字系統(tǒng)容錯的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

SRAM型FPGA的邏輯功能由其配置存儲器中的配置位流確定。在空天應(yīng)用中，SRAM型FPGA的配置存儲器可能因空間粒子輻射引起單粒子翻轉(zhuǎn)等瞬時軟故障，造成其邏輯功能失效。現(xiàn)有FPGA容錯技術(shù)應(yīng)對軟故障時，仍存在諸多不足。如，雙機比較資源代價雖低，但無法判定出錯模塊；三模冗余和雙模冗余可判定出錯模塊，但資源代價和功耗高，且無法修復(fù)故障；單模配置刷新技術(shù)雖可糾正軟故障，但無法保證系統(tǒng)持續(xù)正確工作，且多用全局位流對整個區(qū)域進行刷新，因位流文件較大導(dǎo)致修復(fù)時間過長。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明提供一種基于幀級位流回讀表決的準(zhǔn)三模自修復(fù)系統(tǒng)及其控制方法，其可克服現(xiàn)有容錯技術(shù)資源代價高、系統(tǒng)容錯能力不強、自治能力有限等問題。

為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：一種基于幀級位流回讀表決的準(zhǔn)三模自修復(fù)系統(tǒng)，包括輸入端口、輸出端口、DRM1（動態(tài)重構(gòu)模塊1）、DRM2模塊（動態(tài)重構(gòu)2)、位流存儲器、輸出選擇開關(guān)、位流回讀比較器、位流配置刷新器和操作控制器；其中輸入端口將信號傳送給DRM1和DRM2，DRM1和DRM2輸出端均連接輸出選擇開關(guān)，輸出選擇開關(guān)的輸出端連接輸出端口；DRM1、DRM2和位流存儲器分別連接位流回讀比較器，位流存儲器用于存儲原始安全配置位流bf，DRM1、DRM2和位流存儲器形成一個準(zhǔn)三模系統(tǒng)，位流回讀比較器逐幀防問DRM1、DRM2和位流存儲器的位流信息進行三模表決，位流回讀比較器的輸出端連接操作控制器，操作控制器同時連接輸出選擇開關(guān)和位流配置刷新器，所述位流配置刷新器分別連接DRM1、DRM2和位流存儲器，位流配置刷新器實現(xiàn)對DRM1、DRM2的逐幀刷新和對位流存儲器的逐幀訪問。

基于上述實施列所述的基于幀級位流回讀表決的準(zhǔn)三模自修復(fù)系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

步驟1，初始化位流幀地址far；

步驟2，DRM1和DRM2同步處理輸入信號，并設(shè)定以DRM1的結(jié)果為初始輸出；

步驟3，位流回讀比較器實時逐幀回讀DRM1的位流bf1和DRM2的位流bf2，并將回讀的位流與位流存儲器存儲的原始安全配置位流bf相比較，若三者相同，則轉(zhuǎn)步驟4，若三者不同，則轉(zhuǎn)步驟5；

步驟4，判斷far是否為最大值，若為最大值則返回步驟1，否則將far加1，轉(zhuǎn)步驟3；

步驟5，判斷DRM1和DRM2哪個為故障模塊，以未故障模塊的結(jié)果作為輸出，并對故障模塊進行幀級配置刷新修復(fù)。

進一步的，位流回讀比較器根據(jù)判斷的故障模塊，向操作控制器輸出相應(yīng)的故障指示信號，操作控制器根據(jù)故障指示信號調(diào)整以未故障模塊的結(jié)果作為輸出。

進一步的，步驟2中，設(shè)定輸出切換信號sw為0，對應(yīng)DRM1的結(jié)果為輸出，若輸出切換信號sw為1，對應(yīng)DRM2的結(jié)果為輸出；所述步驟5中，當(dāng)判斷DRM1為故障模塊時，將輸出切換信號sw調(diào)整為1，當(dāng)判斷DRM2為故障模塊時，輸出切換信號sw保持為0。