从IP核层次研究减轻辐射效应的技术

我国集成电路产业相对落后，加之西方发达国家的技术封锁，使得高性能航天级器件难以获得，同时从抗辐射水平较低的COTS器件中筛选出满足航天需求的器件是十分困难的，限制了我国星载电子设备性能的提高。因此为了提高半导体器件的抗辐射水平，我们提出了从IP核层次研究减轻辐射效应的技术。本项目将建立FPGA的单粒子效应检测和处理系统，通过辐照实验研究FPGA内配置存储器、BRAM和CLB内寄存器的σ-LET关系，进而研究容错技术在缓解SEU故障的有效性，并且实现一个具有缓解SEU故障能力的LEON3 IP核。本项目的实施具有重要意义和应用前景，一方面有助于将普通IP核容错改进成具有减轻辐射效应功能的IP核，从系统级提升FPGA和SOC的抗辐射水平；另一方面有助于完善和改进兰州重离子加速器的地面模拟实验终端，促进单粒子效应检测技术的发展。

我国集成电路产业相对落后，加之西方发达国家的技术封锁，使得高性能航天级器件难以获得， 同时从抗辐射水平较低的COTS 器件中筛选出满足航天需求的器件是十分困难的，限制了我国星载电子设备性能的提高。因此为了提高半导体器件的抗辐射水平，我们提出了从IP 核层次研究减轻辐射效应的技术这一课题。在项目经费的支持下，主要开展了FPGA 单粒子效应检测与处理系统的设计与研制工作，研制完成了FPGA 单粒子效应检测与处理系统的原理样机，基于该系统开展了辐照实验，验证了单粒子效应检测和处理系统的可行性。研究了空间的高能粒子对SRAM型FPGA的影响，开展了基于SRAM 型FPGA的抗单粒子效应容错技术的研究，研究了容错技术在缓解SEU 故障的有效性，设计实现了具有容错功能的移位寄存器和UART模块，结合EDAC和TMR方法设计了容错异步串行收发器等IP核模块。利用兰州重离子加速器提供的丰富的离子类型，开展了对静态随机存储器SRAM单粒子效应的研究，取得了一些很有意义的研究成果。此外，通过本项目的实施，也在一定程度上完善和改进了兰州重离子加速器的地面模拟实验终端，促进了单粒子效应检测技术和条件的发展。