Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
 
+7 (4912) 72-03-73
 
Интернет-портал РГРТУ: http://rsreu.ru

УДК 681.32

ОСОБЕННОСТИ СХЕМ МАЖОРИТИРОВАНИЯ В РАДИАЦИОННО СТОЙКИХ ПЛИС


С. Ф. Тюрин, д.т.н., профессор кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, Заслуженный изобретатель РФ, профессор; Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.


Обеспечение радиационной стойкости бортовой аппаратуры аэрокосмических аппаратов является одной из актуальных задач современного этапа цифровых технологий. Примером такой аппаратуры может быть система управления марсохода NASA Curiosity. Для повышения радиационной стойкости используют дорогостоящие технологии изготовления интегральных микросхем, например «кремний на диэлектрике» (англ. Silicon-on-insulator, SOI). Кроме того, в качестве методов обеспечения радиационной отказоустойчивости – RHBD (Radiation Hardened By Design) широко используютструктурную избыточность, например троирование аппаратуры (Triple Modular Redundancy, TMR). Программируемые логические интегральные схемы (field-programmable gate array -FPGA) в связи с
наличием большого числа элементов конфигурационной памяти достаточно уязвимы для радиационных воздействий. Поэтому применяют однократно программируемые ПЛИС (например, фирмы Actel), однако триггеры необходимо резервировать. В многократно программируемой микросхеме FPGA серии VirtexTM фирмы Xilinx используется тройная структурная избыточность (мажоритарное резервирование, голосование по большинству, выбор 2 из 3-х). При этом используются мажоритарные элементы на основе буферов с тремя состояниями с резисторами Pullup, а также устройства голосования по меньшинству (Minority Vote Circuits), реализованные путём настройки логических элементов LUT (Look Up Table). Однако в доступных источниках производителя некоторые технические детали не раскрываются.
Цель работы − исследование особенностей схем мажоритирования, применяемых в программируемых логических интегральных схемах FPGA Virtex фирмы Xilinx и детально не раскрываемых производителем, а также разработка усовершенствованных вариантов схем.

Ключевые слова: тройная избыточность, мажоритирование, минорирование, буфер с тремя состояниями на выходе.

 Скачать статью