SRAM型FPGA抗辐射试验系统关键技术研究

本文主要探讨了SRAM型FPGA单粒子辐照试验系统的技术研究，随着FPGA在航天领域的广泛应用，特别是自20世纪90年代以来的显著增长，如国外航天机构对FPGA抗辐射性能的重视，如欧空局、NASA和巴西科研机构的合作，使得抗辐射加固FPGA的研究成为关键课题。FPGA的单粒子辐射效应，包括单粒子翻转（Single Event Upset, SEU）、单粒子闩锁（Single Event Lockup, SEL）和单粒子功能中断（Single Event Functional Interruption, SEFI），对其在太空环境中的稳定性和可靠性构成威胁。 文章首先介绍了背景，强调了FPGA在航天领域的成功案例以及国际上针对抗辐射性能的广泛合作。例如，美国JPL和LANL的科学家与Xilinx合作，通过工艺改进、测试和辐射暴露等手段评估了耐辐射FPGA的整体性能。NASA则与SEAKR公司合作，研发单粒子效应缓解技术及温度防护措施，以提升FPGA在太空应用中的鲁棒性。 针对SRAM型FPGA，作者提出了一种创新的评估方案，利用SRAM时序修正的码流存储比较技术，通过精确控制和校准数据传输来检测单粒子影响。同时，他们还采用了SelectMAP端口配置回读技术，这是一种高效的方法，可以在保持功能的同时检测到单粒子事件。 文章的核心内容包括设计和开发针对SRAM型FPGA的单粒子辐照试验系统，该系统能够在高能量、大注量率的辐射环境下进行实验，如中国的国内试验环境。通过这些系统，研究者能够准确地检测和量化不同类型的单粒子效应，从而科学地评价SRAM型FPGA的抗辐射性能。 实验结果显示，所提出的评估方法对于提高SRAM型FPGA在辐射环境下的可靠性非常有效。这不仅对提升FPGA在航天任务中的稳健性具有重要意义，也为其他高辐射环境下的应用，如深空探索或核能设施，提供了重要的技术支持。 这篇论文深入研究了SRAM型FPGA单粒子辐照试验系统的关键技术，通过实际试验验证了其在评估抗辐射性能方面的有效性，对于推动FPGA在极端环境下的应用和发展具有积极的推动作用。