空間電子儀器單粒子效應(yīng)防護(hù)技術(shù)

內(nèi)容概要

　　《空間電子儀器VLSI單粒子效應(yīng)防護(hù)技術(shù)》以空間電子儀器處理平臺中最常用且對SEE敏感的FP-GA和DSP作為研究對象，針對日益迫切的單粒子效應(yīng)防護(hù)設(shè)計(jì)問題，從器件應(yīng)用這樣一個(gè)全新的層面，研究FPGA和DSP的單粒子效應(yīng)故障分析模型與故障特性、空間電子儀器高可靠體系結(jié)構(gòu)、單粒子效應(yīng)故障檢測與加固技術(shù)和基于單粒子效應(yīng)故障特性的故障注入驗(yàn)證技術(shù)。書中所提出的大多數(shù)設(shè)計(jì)思路與方法已在多個(gè)衛(wèi)星信號處理設(shè)備中得到了成功應(yīng)用。作者結(jié)合近十年的航天電子儀器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，試圖將空間電子儀器VLSI單粒子效應(yīng)防護(hù)設(shè)計(jì)成果匯編整理成冊，希望能夠?yàn)楹教祀娮酉到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究提供一些有用的參考。

書籍目錄

第1章緒論 1.1單粒子效應(yīng)的影響及發(fā)展趨勢 1.2 VLSI單粒子效應(yīng)防護(hù)的緊迫性 1.3 VLSI單粒子效應(yīng)研究綜述 參考文獻(xiàn) 第2章空間環(huán)境 2.1地球大氣和電離層 2.1.1地球大氣的成分 2.1.2 大氣對航天器飛行的影響 2.2地球磁場與磁層 2.2.1地球磁場 2.2.2地球磁層 2.2.3磁層亞暴 2.2.4 空間等離子體對航天器的影響 2.3空間粒子與輻射環(huán)境 2.3.1無輻射空間粒子 2.3.2輻射空間粒子 2.4空間真空環(huán)境 2.5空間碎片 2.5.1 空間碎片的來源 2.5.2空間碎片的分類 2.5.3空間碎片對航天器的影響 2.6 NASA的空間環(huán)境計(jì)劃 2.6.1 計(jì)劃的策劃與組織 2.6.2計(jì)劃的技術(shù)活動 參考文獻(xiàn) 第3章VLSI的單粒子效應(yīng) 3.1單粒子效應(yīng)電荷收集模型 3.1.1 漏斗模型 3.1.2粒子分流模型 3.2高能粒子能量沉積的分布特性 3.2.1 空間分布特性 3.2.2時(shí)間分布特性 3.3重離子、質(zhì)子和中子的單粒子效應(yīng)特點(diǎn) 3.3.1 重離子、α粒子單粒子效應(yīng) 3.3.2質(zhì)子單粒子效應(yīng) 3.3.3 中子單粒子效應(yīng) 3.4 VLSI單粒子效應(yīng)類型與影響 3.4.1單粒子翻轉(zhuǎn) 3.4.2單粒子多位翻轉(zhuǎn) 3.4.3單粒子瞬態(tài)脈沖 3.4.4單粒子功能中斷 3.4.5單粒子閉鎖 3.5 VLSI單粒子翻轉(zhuǎn)率預(yù)估方法 3.5.1 質(zhì)子單粒子翻轉(zhuǎn)率預(yù)估方法  3.5.2重離子單粒子翻轉(zhuǎn)率預(yù)估方法 3.5.3 FOM方法 參考文獻(xiàn) 第4章VLSI的單粒子效應(yīng)故障模式與特性 4.1單粒子效應(yīng)故障模式與特性的研究現(xiàn)狀 4.2 SRAM型FPGA單粒子效應(yīng)故障模式與特性 4.2.1 SRAM型FPGA結(jié)構(gòu)描述 4.2.2 FPGA單粒子效應(yīng)故障特性 …… 第5章單粒子效應(yīng)實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證方法 第6章FPGA單粒子效應(yīng)故障檢測與加固設(shè)計(jì) 第7章DSP單粒子效應(yīng)故障檢測與加固設(shè)計(jì) 第8章空間電子儀器平臺抗單粒子效應(yīng)體系結(jié)構(gòu) 第9章FPGA和DSP單粒子效應(yīng)加速器實(shí)驗(yàn) 第10章單粒子防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用 附錄 主要符號 主要縮略語

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   的故障注入模擬在解決故障模型真實(shí)性、故障集的覆蓋度和故障注入器的訪問深度等問題上面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本章將在單粒子效應(yīng)故障注入模型——動態(tài)FARM模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)單粒子效應(yīng)故障的伴隨特性，重點(diǎn)研究FPGA和DSP位置不可訪問故障的注入方法，目的是提高FPGA和DSP單粒子效應(yīng)故障模型的故障覆蓋度和故障注入深度。本章最后還將給出星載信號處理平臺的故障注入系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)方法。 4.1單粒子效應(yīng)故障模式 與特性的研究現(xiàn)狀 在FPGA的故障模式與特性研究方面，A.Ghazanfar等人對SRAM型FPGA的故障模式進(jìn)行分析，針對SRAM型FPGA的特點(diǎn)建立了一個(gè)分析模型，重點(diǎn)分析了FPGA可編程互連點(diǎn)（Programmable Interconnection Points）故障的表現(xiàn)形式，如斷路、短路、橋接等；M.Renovell等人通過對SRAM型FPGA“Stuck at”故障的分析，建立了多路切換器的故障模型，實(shí)現(xiàn)多路切換器故障的注入模擬；M.Rebaudengo針對FPGA查找表故障的特性，深入研究了查找表的故障模型，提高了故障檢測的概率；A.Kenneth在其博士論文中通過對FPGA的SET生成過程與測試方法的研究，建立了復(fù)雜數(shù)字電路SET故障的模型。 2002年，NASA／JPL、波音公司、Los Alamos實(shí)驗(yàn)室等與全球最大的FPGA生產(chǎn)商Xilinx公司聯(lián)合成立了SEE協(xié)會（SEE Consortium），專門對空間應(yīng)用需求越來越大的SRAM型FPGA的單粒子效應(yīng)進(jìn)行研究與測試。SEE協(xié)會于2004年初公布了對VirtexIIFPGA靜態(tài)SEU特性的測試報(bào)告，報(bào)告涉及FPGA配置存儲器、數(shù)字時(shí)鐘管理單元、輸入輸出口、乘法器等模塊的單粒子效應(yīng)截面參數(shù)。

編輯推薦

《空間電子儀器單粒子效應(yīng)防護(hù)技術(shù)》編者結(jié)合近十年的航天電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，試圖將空間電子儀器VLSI單粒子效應(yīng)防護(hù)設(shè)計(jì)成果匯編整理成冊，希望能夠?yàn)楹教祀娮酉到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究提供一些有用的參考，《空間電子儀器單粒子效應(yīng)防護(hù)技術(shù)》也可作為高等院?？臻g儀器專業(yè)研究生的參考教材。

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