文档摘要：静态随机存储器(StaticRandomAccessMemory,SRAM)型现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)广泛应用于航空航天系统中,但是高空中FPGA易受高能粒子影响造成配置出错,互联资源上发生的单点错误可能导致跨域故障,使芯片内多个模块同时失效.跨域故障可能导致电路中的工作模块与检错模块同时故障,使设备中存在不能被检测到的隐蔽故障.针对上述问题,提出在芯片上将不同功能的模块相互隔离,并通过约束实现模块间可信通信的故障隔离方法,将故障限定在单一模块内,防止多个模块同时失效,提高电路的容错能力.通过故障注入评估隔离设计前后的航空电子全双工交换式以太网(AvionicsFullDuplexSwitchedEthernet,AFDX)电路的各类故障发生率.实验结果证明隔离设计可以与电路原有的检错容错机制结合,将隐蔽故障的发生率降为原来的3％.
Abstract：Staticrandomaccessmemory(SRAM)typefieldprogrammablegatearray(FPGA)iswidelyusedinaerospaceandastrospacesystems,buthigh-altitudeFPGAsarevulnerabletohigh-energyparticlesthatcancauseconfigurationerrors,andsingle-pointerrorsininterconnectresourcescanleadtocross-domainfailuresthatcancausemultiplemoduleswithinthechiptofailsimultaneously.Cross-domainerrorscanleadtothesimultaneousfaultofbothaworkingmoduleandanerrordetectionmoduleinthecircuit,leavingahiddenfaultinthedevicethatcannotbedetected.Inviewofaboveproblems,afaultisolationmethodisproposed,inwhichmoduleswithdifferentfunctionsareisolatedfromeachotheronthechip,andtrustedcommunicationbetweenmodulesisrealizedthroughconstraints.Thefaultislimitedtoasinglemodule,preventingmultiplemodulesfromfailingatthesametime,andimprovingthefaulttoleranceofthecircuit.TheoccurrencerateofvariousfaultsinavionicsfullduplexswitchedEthernet(AFDX)circuitsbeforeandaftertheisolationdesignisevaluatedbyfaultinjection.Experimentsshowthattheisolationdesigncanbecombinedwiththeoriginalerrordetectionandfaulttolerancemechanismofthecircuittoreducetheoccurrencerateofhiddenfaultsto3％.
作者：王鹏 李子航 范毓洋Author：WANGPeng LIZihang FANYuyang
作者单位：中国民航大学安全科学与工程学院,天津300300
刊名：电讯技术 ISTICPKU
Journal：TelecommunicationEngineering
年，卷(期)：2024, 64(6)
分类号：TN79
关键词：AFDX 功能域隔离电路 跨域故障 隐蔽故障
Keywords：AFDX functionaldomainisolationcircuit cross-domainfailure undetectablehiddenfault
机标分类号：TP309TN702TP273
在线出版日期：2024年7月15日
基金项目：国家重点研发计划，中央高校基本科研业务费项目基于FPGA的功能域隔离电路设计[
期刊论文] 电讯技术--2024, 64(6)王鹏 李子航 范毓洋静态随机存储器(StaticRandomAccessMemory,SRAM)型现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)广泛应用于航空航天系统中,但是高空中FPGA易受高能粒子影响造成配置出错,互联资源上发生的单点错误可能导致...参考文献和引证文献
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关键词：AFDX,功能域隔离电路,跨域故障,隐蔽故障,
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