[学术文献]基于FPGA的TMR电路时钟域同步技术

摘要:3模冗余电路(TMR)的跨时钟域信号可能受到信号偏置和单粒子空间效应(SEE)的组合的影响。
通过建立数学模型来分析和量化这两个问题。
最后,针对长脉冲宽度和短脉冲宽度的不同信号条件,提出了相应的解决方案。
中文预定格式:赖晓明,杨鹏荣,老楚林等
基于TMR电路的基于FPGA的跨时域同步技术[J]。
电子技术应用,2017,43(1):32~34,38。
英文参考格式:赖晓敏,潘鹏君,罗焕林等。
跨越时钟域的TMR电路的同步技术用于FPGA[J]。
电子技术的应用,2017,43(1):32-34,38。
0引言SRAM型现场可编程门阵列(FPGA)目前用于卫星电子系统。
但是,由于SRAM型FPGA技术的特点,其功能由内部静态RAM单元控制,因此更容易受到自身空间事件反转效应(SEU)的影响。
3模冗余(TMR)技术可以有效降低FPGA电路单个事件的翻转效应。
如果在通过异步时钟限制的三重传输信号之后未处理采样信号,则可能存在问题。
在本文档中,应用电路中出现以下现象:亚稳态,异步采样不确定性和SEU。对这些进行量化和分析。同时,还模拟了三重时钟域中异步采样不确定性的影响。最后,同步器运行。
1信号复制和采样不确定度在TMR电路中,由于每个模块和信号都是三重复制,除了表决电路,可能会出现异步采样不确定性的问题。
异步采样模式下的三个相同信号可以在接收时钟域中达到不同的时钟周期。
图1显示了在不同时钟域上传输三重信号。
在理想情况下,接收信号Sigrcv_A,Sigrcv_B和Sigrcv_C在接收时钟的域中是相同的。
但是,如果不理想,则假定信号在时钟的上升沿采样。如图2所示,由于布线延迟[1]的不同,采样信号可能不一致。