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摘要：為了消除空間環境中單粒子翻轉(seu)的影響,目前星載計算機中均對ram存儲單元采用檢錯糾錯(edac)設計。隨著fpga在航天領域的廣泛應用,fpga已成為edac功能實現的最佳硬件手段。本文介紹了edac的編碼和實現,提出一種功能完善的、具有自檢、自糾錯功能的edac電路設計,并采用仿真工具對該edac電路的功能進行了驗證。 1 引言 隨著人類對空間探索的深入，空間環境對空間飛行器的電子設備和器件的影響逐漸顯現 出來。空間輻射效應，特別是單粒子效應，對空間任務的完成具有潛在的巨大危害。星載計 算機是衛星的核心部件，在空間輻照環境下，必須充分考慮單粒子翻轉現象對星載計算機程 控功能的破壞或影響。針對該問題， 目前普遍采用糾錯檢錯(edac)設計對星載計算機的ram 存儲單元進行糾錯檢錯處理來消除seu故障。 edac功能可采用硬件和軟件兩種手段來實現。采用軟件手段實現，需要在讀寫ram存儲 單元時，對存儲數據和冗余信息進行計算，因而要占用大量的cpu時間。對于星載計算機而 言，由于cpu器件選型的局限，限制了cpu的性能，使cpu資源非常寶貴，因此目前普遍采用 的
摘要：針對一些惡劣的電磁環境對隨機存儲器（ram）電路誤碼影響的情況，根據糾錯編碼的基本原理，提出簡單實用的能檢查兩位錯誤并自動糾正一位錯誤的edac算法；通過vhdl語言編程設計，由fpga器件來實現，并給出仿真結果。 關鍵詞：錯誤檢測與糾正（edac） 漢明距離 fpga vhdl引 言 在一些電磁環境比較惡劣的情況下，一些大規模集成電路常常會受到干擾，導致不能正常工作。特別是像ram這種利用雙穩態進行存儲的器件，往往會在強干擾下發生翻轉，使原來存儲的"0"變為"1"，或者"1"變為"0"，造成的后果往往是很嚴重的。例如導致一些控制程序跑飛，存儲的關鍵數據出錯等等。現在，隨著芯片集成度的增加，發生錯誤的可能性也在增大。在一些特定的應用中，這已經成為一個不能忽視的問題。例如在空間電子應用領域，單粒子翻轉效應就成為困擾設計師的一個難題。 在這種情況下，我們可以采用錯誤檢測與糾正edac（error detection and correction）電路來有效地減少或避免這種情況的出現。根據檢錯、糾錯的原理，主要思想是在數據寫入時，根據寫入的數據生成一定位數
摘要：針對一些惡劣的電磁環境對隨機存儲器（ram）電路誤碼影響的情況，根據糾錯編碼的基本原理，提出簡單實用的能檢查兩位錯誤并自動糾正一位錯誤的edac算法；通過vhdl語言編程設計，由fpga器件來實現，并給出仿真結果。 引 言 在一些電磁環境比較惡劣的情況下，一些大規模集成電路常常會受到干擾，導致不能正常工作。特別是像ram這種利用雙穩態進行存儲的器件，往往會在強干擾下發生翻轉，使原來存儲的"0"變為"1"，或者"1"變為"0"，造成的后果往往是很嚴重的。例如導致一些控制程序跑飛，存儲的關鍵數據出錯等等。現在，隨著芯片集成度的增加，發生錯誤的可能性也在增大。在一些特定的應用中，這已經成為一個不能忽視的問題。例如在空間電子應用領域，單粒子翻轉效應就成為困擾設計師的一個難題。 在這種情況下，我們可以采用錯誤檢測與糾正edac（error detection and correction）電路來有效地減少或避免這種情況的出現。根據檢錯、糾錯的原理，主要思想是在數據寫入時，根據寫入的數據生成一定位數的校驗碼，與相應的數據一起保存起來；當讀出時，同時也將校驗碼讀出，進行判決。如果
ram及 rom組成。mc8051_alu為運算單元，由加法器，乘法器，除法器等基本運算單元組成。mc8051_control為 mc8051的控制通路。包括有特殊寄存器，譯碼單元，多路選擇器，中斷及指令狀態機等基本功能。2抗單粒子可靠性設計技術 可靠性設計的基本原理是冗余，包括信息冗余，時間冗余等。目前抗單粒子效應的設計技術中應用最廣的技術有三模冗余(triple modular redundance ，tmr),檢錯糾錯（error detection and correction ,edac） 1基于軟件的控制流檢測 2。本文主要采用前2種可靠性設計方法。 2.1 三模冗余（tmr）介紹 三模冗余是指將目標部件復制相成同的三個目標部件來實現一個目標部件的功能，三個目標部件最終將通過一個判決器來判斷目標部件的正確狀態。它利用的是相同一組部件同時出現錯誤概率較小的原理來實現可靠性的提高。 tmr可用于各種ip設計的各階段，既可以在系統級進行冗余，也可以是局部冗余。 2.2 糾錯檢錯（edac） 2.2.1 edac概述 edac可以用來檢測電子
衛星的研發思路是周期短、成本低、技術新，因此大量采用市場上容易取得的商業級電子器件。這些器件具有高密度、低功耗、低成本、擴展性強等特點，但通常沒有經過嚴格的抗輻射測試，也沒有采用完善的抗輻射工藝。解決微小衛星的抗輻射問題需要采取綜合措施，包括整體防護、設計冗余等，而對具體數據存儲器則通常采用編碼、備份等方法利用信息冗余應對seu現象。與物理存儲器件相配合，實現上述檢錯/糾錯功能的電路就是微小衛星星載計算機系統的數據差錯檢測和糾正模塊（error detection and correction,edac）。 1 漢明碼與tmr方案比較 在微小衛星的edac模塊設計中，經常采用編碼（主要是漢明碼）或三倍冗余判決（triple modular redundancy,tmr）的方案。下面分別說明這兩種方案并加以比較。 1.1 線性分組碼 編碼是在數據通信和數據存儲領域廣泛使用的檢錯/糾錯方法。 線性分組碼是使用很廣泛的差錯控制編碼[1]，其信息位和監督位的關聯由一組線性代數方程組表示。（n,k）線性分組碼的編碼就是建立由m(m=n-k)個生成冗余位的方程構成的方程組，并
摘 要：針對一些惡劣的電磁環境對隨機存儲器（ram）電路誤碼影響的情況，根據糾錯編碼的基本原理，提出簡單實用的能檢查兩位錯誤并自動糾正一位錯誤的edac算法；通過vhdl語言編程設計，由fpga器件來實現，并給出仿真結果。 關鍵詞：錯誤檢測與糾正（edac） 漢明距離 fpga vhdl 引 言 在一些電磁環境比較惡劣的情況下，一些大規模集成電路常常會受到干擾，導致不能正常工作。特別是像ram這種利用雙穩態進行存儲的器件，往往會在強干擾下發生翻轉，使原來存儲的"0"變為"1"，或者"1"變為"0"，造成的后果往往是很嚴重的。例如導致一些控制程序跑飛，存儲的關鍵數據出錯等等。現在，隨著芯片集成度的增加，發生錯誤的可能性也在增大。在一些特定的應用中，這已經成為一個不能忽視的問題。例如在空間電子應用領域，單粒子翻轉效應就成為困擾設計師的一個難題。 在這種情況下，我們可以采用錯誤檢測與糾正edac（error detection and correction）電路來有效地減少或避免這種情況的出現。根據檢錯、糾錯的原理，主要思想是在數據寫入時，根據寫入的數據生成一定位數的校驗碼，與相應的數據一起
eda聯盟(eda consortium，edac) 的最新統計數據顯示，eda產業營收在09年第三季出現連續性的成長，結束了自1997年以來產業連續衰退最長的一段時期。 根據edac市場統計服務所提供之數據，09年第三季eda產業營收總計近11.7億美元，較09年第二季成長3.8%，不過與08年第三季比較的年成長率還是衰退了7.2%；而edac的四季移動平均值(four-quarter moving average)也衰退13.1%。 “這是一段時間以來我們首次看到連續性的成長，這是好消息；”edac主席、mentor graphics董事長暨執行長walden rhines表示：“但要恢復到過去的水平還有一段距離。”eda產業營收自從08年第一季以來已經連續衰退六個季，這是自edac統計自97年來最長的一次衰退。 幾乎所有的eda產品類別營收在09年第三季都較第二季成長，但ic實體設計與驗證工具(ic physical design and verification)除外，該市場09年第三季衰退了4%。而包括pcb設計工具、半導體ip以及設計服務等市場，則是季成長表現
。該消息表明一個公司即使有很好的技術和商業切入點，也無法在現今的產業形勢-有三家競爭者，每家的年銷售額至少比他大四倍-的情況下獲得顯著的市場成功。 已有的公司感興趣的是新技術的使用和客戶接受的程度。即使是一個突破性的工具也需要花大概兩年的時間才能產生顯著的收益，因為對于一家半導體或者系統設計公司來說，評估、接受和使用一個新工具需要比較長的時間。培訓工程師、集成新工具、在產品試制中使用該工具來降低風險等活動的費用是很高的。對于eda廠商來說，培養用戶考慮改變是主要的問題。 一個禮拜前，edac公布了2008年第二季度的市場形勢分析結果，相比去年同季度，市場總收入下降了3.7%，唯一有增長的領域是pcb和服務，但不到一個禮拜前eetimes歐洲版的一篇文章顯示德國的pcb產品的訂單幾乎是垂直下降。 同一周，讓情況更加不妙的是，reneascoo表明現在的經濟境況對ic銷售和利潤來說非常嚴峻，這個結論對大家來說不是什么驚奇的事情，因為半導體產業利潤是取決于消費者對新玩意兒和終端產品(如汽車電子產品)的胃口。但是，因為全球信用危機，人們的消費增長顯著減慢。我們在2011年還需要22n
據ee times網站報道，根據eda協會（edac）發布的報告，2008年第三季度eda市場收入約為12.6億美元，較2007年同期減少10.9%。 edac主席、mentor主席兼ceo walden rhines稱第三季度“非同尋常”，產品收入相對較弱，服務收入相對較強。他指出，至少有一家公司——magma design automation，已轉變了收入模式，其他公司也紛紛在改變。 eda最大類產品——計算機輔助工程（computer aided engineering），在該季度的收入為4.654億美元，較2007年同期減少17.6%。ic物理設計和驗證收入同比減少22.3%至2.987億美元。
eda聯盟（edac）發布的數據顯示，2008年第四季度全球eda市場收入為13.2億美元，同比減少17.7%。 edac主席、mentor graphics公司主席兼ceo walden rhines表示，收入同比減少主要歸因于一家主要的eda供應商改變了收入確認模式。rhines沒有具體指出是哪一家公司，但cadence design systems正在轉向按比收入確認模式。 他指出第四季度通常是eda的旺季。即時收入同比減少了18%，但較第三季度的12.6億美元有所增長。 盡管近期業界裁員滾滾，但eda產業員工數量同比僅減少了1%，但較第三季度減少3.1%。 rhines稱eda市場相對平穩，不管市場形勢如何，公司都需要繼續設計。
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