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ALTERA  XILINX代理旗下一級分銷商。

深圳市毅創(chuàng)騰電子科技有限公司是一家大型、專業(yè)的XILINX（賽靈思）、ALTERA（阿特拉）、FREESCALE（飛思卡爾）、Analog Devices、TexasInstruments嵌入式FPGA、CPLD、微控制器、數(shù)字信號處理等集成電路銷售與服務(wù)的授權(quán)分銷商。也是亞太地區(qū)最大規(guī)模的原裝XILINX、ALTERA、FREESCALE產(chǎn)品供應(yīng)商之一。
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空間輻射環(huán)境中的帶電粒子會導(dǎo)致航天器電子系統(tǒng)的半導(dǎo)體器件發(fā)生單粒子效應(yīng)，嚴(yán)重影響航天器的可靠性和壽命，其中高能質(zhì)子和重離子是導(dǎo)致單粒子效應(yīng)的主要因素。必須對航天器用電子元器件的單粒子效應(yīng)進行評估，采取一定的抗輻射加固措施，提高其可靠性。因此，空間輻射的單粒子效應(yīng)研究具有重要意義。
基于SRAM的FPGA在航天領(lǐng)域受到極大關(guān)注。Xilinx公司的FPGA相繼在XC5VLX220T-1FFG1738C Lander(JPL)XQR4062XL：Controlling Pyrotechnics、MARS2003 Rover(JPL)XQVR1000：Motor Control、GRACE(NASA、XQR4036XL：Sensor等任務(wù)中成功應(yīng)用之后，國外航天界對Xilinx FPGA的應(yīng)用興趣大增。我國相關(guān)領(lǐng)域?qū)ilinxFPGA的航天應(yīng)用正處在研究階段，對其中亟待解決的可靠性設(shè)計問題研究相對較少，本文根據(jù)作者在某衛(wèi)星載荷設(shè)備信號處理器中的實踐對Xilinx FPGA(以下簡稱FPGA)的可靠性設(shè)計技術(shù)進行了研究。

1 Xilinx FPGA介紹
Xilinx SRAM型FPGA主要由以下幾部份組成，圖1所示為Virtex II FPGA的結(jié)構(gòu)圖。

(1)配置存儲器(Configure Memory)：FPGA可以看作配置存儲器和受其控制的可配置邏輯資源兩層的疊加。配置存儲器是FPGA內(nèi)部的一個大容量存儲器，控制著可配置邏輯資源，如布線資源、可編程邏輯資源、數(shù)字時鐘等邏輯功能。配置存儲器的失效將造成FPGA功能的持久失效(直至重新配置成功)。
(2)布線資源(Routing Resource)：布線資源是FPGA內(nèi)部邏輯功能單元互聯(lián)的通道，它將用戶設(shè)計的各個邏輯功能模塊連在一起。
(3)可編程I／O(Programmable I／O)：FPGA的輸入輸出接口，通常情況下I／O腳可以設(shè)置成輸入、輸出、高阻態(tài)、雙向I／O。
(4)可編程邏輯單元(CLB：Configurable LogicBlock)：可編程邏輯功能單元是FPGA的細胞，通過它可以完成各式各樣的邏輯功能。
(5)塊存儲器(Block Select-RAM)和乘法器(Multiplier)等：FPGA內(nèi)部集成的硬件存儲器和乘法器，用以實現(xiàn)快速的數(shù)字運算。
(6)數(shù)字時鐘管理模塊(DCM：Digital ClockManager)：FPGA內(nèi)部的時鐘管理單元。通過它可以對輸入時鐘進行倍頻、分頻處理，同時還可以減小時鐘的抖動，提高時鐘的驅(qū)動能力。
目前FPGA的工藝水平從Virtex系列的220mm發(fā)展到Virtex II的150mm，一直到現(xiàn)在Virtex 4系列高密度FPGA的90nm，雖然抗總劑量效應(yīng)能力在不斷增強，但是隨著器件的核電壓的降低、門數(shù)的劇增，單粒子效應(yīng)會越來越明顯。因此FPGA上述組成部分，如配置存儲器、CLB和塊存儲器的抗輻射可靠性設(shè)計越來越重要。