| 28 nm体硅工艺FPGA BRAM脉冲激光试验及翻转特性 |
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| 引用本文： | 薛国凤, 周昌义, 安军社, 吴昊, 王天文. 28 nm体硅工艺FPGA BRAM脉冲激光试验及翻转特性[J]. 空间科学学报, 2024, 44(6): 1147-1154. doi: 10.11728/cjss2024.06.2024-0007 |
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| 作者姓名： | 薛国凤 周昌义 安军社 吴昊 王天文 |
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| 作者单位： | 1.中国科学院国家空间科学中心 北京 100190;2.中国科学院大学 北京 100049 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划 ( 2022YFF0503900 ) |
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| 摘 要： | 
针对SRAM型FPGA内部BRAM在轨出现翻转错误以及如何有效进行容错设计的问题, 提出了测试BRAM空间单粒子效应和多位翻转图样的方法. 多位翻转图样可以表征单次单粒子事件导致的BRAM中相邻单元的翻转特征, 进而用于分析逻辑字内是否存在多位翻转. 以XC7K410T-FFG900为研究对象, 分析其内部资源的组织结构, 采用脉冲激光试验测试BRAM的翻转特性. 通过试验测得FPGA内BRAM的翻转阈值以及在不同激光能量下的翻转截面, 并分析得到BRAM在不同能量照射下的多位翻转图样.
试验结果表明, BRAM中单个单元翻转所占比例随激光能量的增加而降低, 而多单元翻转所占比例随激光能量的增加呈上升趋势. BRAM在不同脉冲激光能量下可产生2 bit到11 bit的多单元翻转, 但通过错误注入试验验证, 该多单元翻转在单个字或者字节内并无多位翻转问题. 研究结果为提高SRAM型FPGA在航天应用中的可靠性提供了试验支持, 并依据BRAM的翻转特性给出了SRAM型FPGA在轨加固方法和建议.
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| 关 键 词： | 单粒子效应 脉冲激光 多单元翻转(MCU) BRAM翻转图样 单粒子翻转容错 |
| 收稿时间： | 2024-01-09 |
| 修稿时间： | 2024-03-01 |
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