專利名稱：一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路容錯系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FPGA的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著大規(guī)模集成電路在各個領(lǐng)域中的廣泛使用，F(xiàn)PGA(現(xiàn)場可編程門陣列)器件已經(jīng)越來越多地被應(yīng)用到航天、軍工領(lǐng)域當(dāng)中，成為信號處理和控制的關(guān)鍵部件。但是由于受到太空高能粒子輻射以及其他惡略環(huán)境的影響，星載電子器件的可靠性問題已經(jīng)逐漸凸顯且亟待解決和優(yōu)化，如何解決這一問題已成為各國空間科技團(tuán)隊(duì)競 相關(guān)注和研究的一個方向。目前，國內(nèi)外對于集成電路容錯系統(tǒng)的研究十分活躍。典型的容錯設(shè)計(jì)系統(tǒng)有硬件冗余容錯技術(shù)和檢錯糾錯碼容錯技術(shù)，前者主要是使用三模冗余技術(shù)，對受保護(hù)電路進(jìn)行硬件冗余加固，以達(dá)到掩蔽故障的目的，但其缺點(diǎn)是，使用冗余加固大大增加了系統(tǒng)資源的占用量，甚至?xí)斐珊艽蟮钠腺Y源浪費(fèi)；后者一般是使用漢明碼或是R-S碼進(jìn)行存儲器數(shù)據(jù)的檢測，其缺點(diǎn)是使用范圍有限，僅能用于對存儲器數(shù)據(jù)的保護(hù)，且糾錯位數(shù)也有限，因此不能進(jìn)行大規(guī)模的容錯設(shè)計(jì)使用。隨著可重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了基于局部動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)的故障修復(fù)技術(shù)，對受保護(hù)電路的功能模塊進(jìn)行局部可重構(gòu)設(shè)計(jì)，在受保護(hù)電路出現(xiàn)故障后，只需要通過加載局部比特流文件就可以完成故障部分的修復(fù)，雖然局部動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)在資源占用率以及修復(fù)的可靠性上都已較之硬件冗余和檢錯糾錯碼技術(shù)有了很大的改善，但是此技術(shù)只能進(jìn)行粗粒度的故障修復(fù)，即受保護(hù)電路的基本單元發(fā)生故障后，都要對整個受保護(hù)電路模塊做重新配置，這樣也存在很大的片上冗余，形成較大的資源浪費(fèi)。胚胎電子容錯技術(shù)又是一種新的動態(tài)自修復(fù)容錯方法，其通過將一個受保護(hù)電路劃分成若干個工作細(xì)胞和空閑細(xì)胞，當(dāng)有某個工作細(xì)胞發(fā)生故障時用周圍的空閑細(xì)胞對其進(jìn)行替換，使電路能繼續(xù)正常工作，此容錯技術(shù)具有自檢測、自修復(fù)的功能，而且屬于細(xì)粒度的容錯機(jī)制，但是其實(shí)現(xiàn)過程復(fù)雜，自修復(fù)的周期較長，這在一定程度上影響了其在工業(yè)及航天科技領(lǐng)域的應(yīng)用。因此設(shè)計(jì)一套具有較高可靠性且又對系統(tǒng)片上資源占用率不高的容錯系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)用性，而基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用將異構(gòu)等效電路轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的矩陣模型的方式，在檢測到電路故障后，只需搜索到不含故障單元的異構(gòu)等效電路即可，然后對功能電路再進(jìn)行重配置，這樣即節(jié)省了大量的片上資源，又能實(shí)時的進(jìn)行故障電路的動態(tài)自修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決大規(guī)模集成電路及FPGA設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可靠性問題，以及出現(xiàn)在一般容錯系統(tǒng)中的片上資源占用率過高、容錯可靠性偏低等情況，本發(fā)明提供了一種異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過空間搜索技術(shù)和建立異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫的方式建立一個故障自檢測和故障修復(fù)模型，再使用動態(tài)重構(gòu)技術(shù)進(jìn)行故障單元的在線自修復(fù)，以達(dá)到系統(tǒng)容錯的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包括故障檢測部分、空間搜索部分、異構(gòu)電路數(shù)據(jù)庫部分和可重構(gòu)修復(fù)電路部分。所述故障檢測部分包括故障檢測模塊、故障定位模塊和故障信息存儲器，故障檢測部分與功能電路直接相連，用于實(shí)時檢測功能電路是否出現(xiàn)故障，故障檢測模塊的信號輸入端連接于功能電路，故障檢測模塊的信號輸出端連接故障定位模塊，故障定位模塊的信號輸出端連接故障信息存儲器，且同時故障定位模塊的搜索啟動輸出信號連接異構(gòu)等效電路搜索模塊，故障信息存儲器的數(shù)據(jù)輸出端口連接異構(gòu)等效電路搜索模塊；所述空間搜索部分包括異構(gòu)等效電路搜索模塊和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器，異構(gòu)等效電路搜索模塊的搜索信號輸出端口連接異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫，且同時異構(gòu)等效電路搜索模塊的搜索結(jié)果輸出信號端口連接數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器的數(shù)據(jù)控制輸出信號端口連接異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫；所述異構(gòu)電路數(shù)據(jù)庫部分包括異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫和搜索結(jié)果存儲器，異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)輸出端口連接搜索結(jié)果存儲器的數(shù)據(jù)輸入端口，搜索結(jié)果存儲器的信號輸出端口連接異構(gòu)等效電路映射模塊；所述可重構(gòu)修復(fù)電路部分包括配置控制器和異構(gòu)等效電路映 射模塊，配置控制器的讀出搜索結(jié)果數(shù)據(jù)啟動信號端口連接搜索結(jié)果存儲器，且同時配置控制器的重配置啟動信號端口連接異構(gòu)等效電路映射模塊。故障檢測模塊包括控制處理器、鎖存器、受控對象和數(shù)據(jù)比較器，故障檢測模塊主要負(fù)責(zé)對受保護(hù)電路進(jìn)行實(shí)時的故障檢測，若檢測到受保護(hù)電路有故障發(fā)生，則向故障定位模塊發(fā)送故障信號；故障定位模塊包括控制器、故障搜索模塊、故障單元標(biāo)識模塊和故障坐標(biāo)信息緩存器，故障定位模塊主要負(fù)責(zé)在接收到故障檢測模塊發(fā)出的故障信號后便進(jìn)行故障單元的精確定位；故障信息存儲器主要負(fù)責(zé)存儲經(jīng)故障定位后的故障單元的精確位置信息；異構(gòu)等效電路搜索模塊為軟件實(shí)現(xiàn)部分，其主要功能為在接收到故障檢測和故障定位信息后，異構(gòu)等效電路搜索模塊便對異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫中的異構(gòu)等效電路矩陣進(jìn)行逐級遍歷搜索，搜索到只需繞開故障單元的等效電路矩陣；數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器主要負(fù)責(zé)接收異構(gòu)等效電路搜索模塊傳遞的異構(gòu)容錯電路矩陣搜索完畢信號，且同時控制異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫將已經(jīng)搜索到的異構(gòu)等效電路矩陣傳送給搜索結(jié)果存儲器；異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫屬于軟件設(shè)計(jì)部分，其主要功能為將受保護(hù)電路的最小單元組成結(jié)構(gòu)，進(jìn)行多個異構(gòu)等效電路的設(shè)計(jì)，此異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫包含了所有可以繞開每一個最小單元故障的異構(gòu)等效電路，將每一個異構(gòu)等效電路轉(zhuǎn)化成一個含有其最小單元的矩陣，最終將所有的異構(gòu)等效電路轉(zhuǎn)化成矩陣的形式存放于異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫中；搜索結(jié)果存儲器主要負(fù)責(zé)將異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫中搜索到的異構(gòu)等效電路矩陣數(shù)據(jù)存儲起來，且同時等待配置控制器發(fā)送數(shù)據(jù)輸出信號，將存儲于搜索結(jié)果存儲器中的異構(gòu)等效電路矩陣數(shù)據(jù)傳送到異構(gòu)等效電路映射模塊；配置控制器主要負(fù)責(zé)控制將存放于搜索結(jié)果存儲器中的異構(gòu)等效電路矩陣傳送至異構(gòu)等效電路映射模塊，且同時控制異構(gòu)等效電路映射模塊對故障電路進(jìn)行重配置，以恢復(fù)電路正常功能；異構(gòu)等效電路映射模塊包括異構(gòu)等效電路矩陣轉(zhuǎn)換器、配置存儲控制器、配置存儲器、配置控制器、配置接口模塊，異構(gòu)等效電路映射模塊主要負(fù)責(zé)將從搜索結(jié)果存儲器中傳入的異構(gòu)等效電路矩陣轉(zhuǎn)化成與之相對應(yīng)的配置文件編碼，再調(diào)出相應(yīng)的配置文件，進(jìn)行故障電路的重配置，以恢復(fù)故障電路。


圖I為本發(fā)明提供的一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖。 圖2為本發(fā)明提供的故障檢測模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。圖3為本發(fā)明提供的故障檢測流程圖。圖4為本發(fā)明提供的故障定位模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。圖5為本發(fā)明提供的空間搜索模塊的軟件實(shí)現(xiàn)流程圖。圖6為本發(fā)明提供的異構(gòu)等效電路映射模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。
具體實(shí)施例方式請參閱圖1，一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包括故障檢測部分(I)、空間搜索部分(2)、異構(gòu)電路數(shù)據(jù)庫部分(3)、可重構(gòu)修復(fù)電路部分(4);所述故障檢測部分(I)包括故障檢測模塊(1-1)、故障定位模塊(1-2)和故障信息存儲器(1-3);所述空間搜索部分(2)包括異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器(2-2);所述異構(gòu)電路數(shù)據(jù)庫部分(3)包括異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)和搜索結(jié)果存儲器(3-2);所述可重構(gòu)修復(fù)電路部分(4)包括配置控制器(4-1)和異構(gòu)等效電路映射模塊(4-2)。所述的故障檢測模塊(1-1)的信號輸入端連接于功能電路，故障檢測模塊(1-1)的信號輸出端連接故障定位模塊(1-2)，所述的故障定位模塊(1-2)的信號輸出端連接故障信息存儲器(1-3)，且同時故障定位模塊(1-2)的搜索啟動輸出信號連接異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)，故障信息存儲器(1-3)的數(shù)據(jù)輸出端口連接異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1);異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)的搜索信號輸出端口連接異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)，且同時異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)的搜索結(jié)果輸出信號端口連接數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器(2-2)，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器(2-2)的數(shù)據(jù)控制輸出信號端口連接異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1);異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)的數(shù)據(jù)輸出端口連接搜索結(jié)果存儲器(3-2)的數(shù)據(jù)輸入端口，搜索結(jié)果存儲器(3-2)的信號輸出端口連接異構(gòu)等效電路映射模塊(4-2);配置控制器(4-1)的讀出搜索結(jié)果數(shù)據(jù)啟動信號端口連接搜索結(jié)果存儲器(3-2)，且同時配置控制器(4-1)的重配置啟動信號端口連接異構(gòu)等效電路映射模塊(4-2)。故障檢測模塊負(fù)責(zé)對受保護(hù)電路進(jìn)行實(shí)時的故障檢測，當(dāng)檢測到故障后向故障定位模塊發(fā)送故障信號，請參閱圖2，故障檢測模塊的故障檢測實(shí)現(xiàn)方式是，由控制處理器(1-11)向受控對象(1-13)發(fā)送一組數(shù)據(jù)邏輯(一組0、1組合)，鎖存器(1-12)負(fù)責(zé)存儲控制處理器發(fā)送的每組數(shù)字邏輯，再將受控對象接收到的數(shù)字邏輯送回至控制處理器與發(fā)送值在數(shù)據(jù)比較器(1-14)中進(jìn)行比較，若比較結(jié)果一致，則無故障發(fā)生，若不一致則有故障發(fā)生。故障檢測的具體實(shí)現(xiàn)流程，請參閱圖3，當(dāng)啟動故障檢測后，控制器向受控電路發(fā)送邏輯數(shù)字，當(dāng)受控電路收到控制器發(fā)送后的數(shù)字邏輯后，通過了整個電路后，受控電路再將這個數(shù)字邏輯送回至控制處理器，由控制處理器將發(fā)送出去的數(shù)字邏輯和接收到的數(shù)字邏輯送至數(shù)據(jù)比較器進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，再判定比較的數(shù)據(jù)是否一致，若一致則無故障，控制處理器再發(fā)送一組新的數(shù)組邏輯，進(jìn)行再一次的故障檢測；若不一致則有故障發(fā)生，則啟動故障定位模塊。故障定位模塊主要負(fù)責(zé)在接收到故障檢測模塊發(fā)出的故障信號后便進(jìn)行故障單元的精確定位，請參閱圖4，在控制器(1-21)接收到來自故障檢測模塊發(fā)送的故障信號后，控制器便向故障搜索模塊(1-22)發(fā)送啟動故障搜索信號，當(dāng)故障搜索模塊對故障電路的故障單元進(jìn)行精確定位后，通過故障單元標(biāo)識模塊(1-23)對搜索到的故障單元進(jìn)行錯誤位標(biāo)識，然后再將故障單元錯誤位信息轉(zhuǎn)化成坐標(biāo)形式存儲于故障坐標(biāo)信息緩存器(1-24)中。故障信息存儲器主要負(fù)責(zé)存儲經(jīng)故障坐標(biāo)信息緩存器傳出的故障單元的精確坐標(biāo)位置信息。 異構(gòu)等效電路搜索模塊屬于軟件設(shè)計(jì)部分，其主要功能是在接收到故障檢測和故障定位信息后，異構(gòu)等效電路搜索模塊便對異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫中的異構(gòu)等效電路矩陣進(jìn)行逐級遍歷搜索，搜索到只需繞開故障單元的等效電路即可，請參閱圖5，異構(gòu)等效電路搜索模塊的具體實(shí)施過程為在接收到故障檢測和故障定位信息后，異構(gòu)等效電路搜索模塊啟動異構(gòu)等效電路矩陣搜索，首先對故障定位坐標(biāo)信息進(jìn)行讀入，再將讀入的故障單元信息轉(zhuǎn)換為含有故障單元信息的數(shù)據(jù)組，然后將嵌入含有故障單元信息的數(shù)據(jù)組傳給搜索器，搜索器啟動搜索，再判斷被搜索到的電路矩陣中是否含有故障單元，若有則繼續(xù)搜索直至搜索到不含故障單元的異構(gòu)電路矩陣，若無則完成搜索，說明搜索器已搜索到合適的異構(gòu)等效電路矩陣，整個搜索過程結(jié)束。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器負(fù)責(zé)接收異構(gòu)等效電路搜索模塊傳遞的異構(gòu)容錯電路矩陣搜索完畢信號，且同時控制異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫將已經(jīng)搜索到的異構(gòu)等效電路矩陣傳送給搜索結(jié)果存儲器。異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫屬于軟件設(shè)計(jì)部分，使用數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建方式將受保護(hù)電路的最小單元組成結(jié)構(gòu)，進(jìn)行多個異構(gòu)等效電路的設(shè)計(jì)，此異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫在建成之后將包含所有可以繞開每一個最小單元故障的異構(gòu)等效電路，將每一個異構(gòu)等效電路轉(zhuǎn)化成一個含有其最小單元的矩陣，最終將所有的異構(gòu)等效電路轉(zhuǎn)化成矩陣的形式存放于異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫中。在異構(gòu)等效電路矩陣搜索完畢后，搜索結(jié)果存儲器負(fù)責(zé)將異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫中搜索到的異構(gòu)等效電路矩陣數(shù)據(jù)存儲起來，且同時等待配置控制器發(fā)送數(shù)據(jù)輸出信號，將存儲于搜索結(jié)果存儲器中的異構(gòu)等效電路矩陣數(shù)據(jù)傳送到異構(gòu)等效電路映射模塊。當(dāng)搜索結(jié)果存儲器將異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫中搜索到的異構(gòu)等效電路矩陣數(shù)據(jù)存儲之后，配置控制器將接收到配置啟動指令，并負(fù)責(zé)控制將存放于搜索結(jié)果存儲器中的異構(gòu)等效電路矩陣傳送至異構(gòu)等效電路映射模塊，且同時控制異構(gòu)等效電路映射模塊對故障電路進(jìn)行重配置。異構(gòu)等效電路映射模塊主要負(fù)責(zé)將從搜索結(jié)果存儲器中傳入的異構(gòu)等效電路矩陣轉(zhuǎn)化成與之相對應(yīng)的配置文件編碼，再調(diào)出相應(yīng)的配置文件，進(jìn)行故障電路的重配置，以恢復(fù)故障電路。請參閱圖6，在配置存儲控制器(4-22)接收到配置啟動信號后，配置存儲控制器將控制異構(gòu)等效電路矩陣轉(zhuǎn)化器(4-21)將讀入的異構(gòu)等效電路矩陣轉(zhuǎn)化為與之相對應(yīng)的配置文件編碼，再從配置存儲器(4-23)中調(diào)出相應(yīng)的配置文件，然后配置控制器(4-24)控制配置存儲器將要下載的配置文件傳至配置接口模塊(4-25)，配置接口模塊則將配置文件下載到片內(nèi)配置存儲器中，以完成整個故障修復(fù)過程。本發(fā)明的積極效果本發(fā)明采用軟硬件相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的故障電路的在線自修復(fù)過程，首次提出采用搜索異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫再配以動態(tài)可重構(gòu)修復(fù)的容錯方法，解決了冗余設(shè)計(jì)浪費(fèi)大量片內(nèi)資源的問題，設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。綜上所述，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；凡基于上述 基本思路，不脫離本創(chuàng)作精神和范圍內(nèi)所做的各種更動和修飾，都應(yīng)屬于本發(fā)明所公開的范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于該容錯系統(tǒng)包括故障檢測部分(I)，空間搜索部分(2)，異構(gòu)電路數(shù)據(jù)庫部分(3)，可重構(gòu)修復(fù)電路部分(4)；所述故障檢測部分(I)包括故障檢測模塊(1-1)，故障定位模塊(1-2)和故障信息存儲器(1-3)，所述空間搜索部分(2)包括異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器(2-2)，所述異構(gòu)電路數(shù)據(jù)庫部分(3)包括異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)和搜索結(jié)果存儲器(3-2)，所述可重構(gòu)修復(fù)電路部分(4)包括配置控制器(4-1)和異構(gòu)等效電路映射模塊(4-2)； 故障檢測部分(I)與功能電路直接相連。所述的故障檢測模塊(1-1)的信號輸入端連接于功能電路，故障檢測模塊(1-1)的信號輸出端連接故障定位模塊(1-2)，所述的故障定位模塊(1-2)的信號輸出端連接故障信息存儲器(1-3)，且同時故障定位模塊(1-2)的搜索啟動輸出信號連接異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)，故障信息存儲器(1-3)的數(shù)據(jù)輸出端口連接異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)； 異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)的搜索信號輸出端口連接異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)，且同時異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)的搜索結(jié)果輸出信號端口連接數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器(2-2)，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器(2-2)的數(shù)據(jù)控制輸出信號端口連接異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)的控制信號接收端口 ； 異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)的數(shù)據(jù)輸出端口連接搜索結(jié)果存儲器(3-2)的數(shù)據(jù)輸入端口，搜索結(jié)果存儲器(3-2)的信號輸出端口連接異構(gòu)等效電路映射模塊(4-2)； 配置控制器(4-1)的讀出搜索結(jié)果數(shù)據(jù)啟動信號端口連接搜索結(jié)果存儲器(3-2)，且同時配置控制器(4-1)的重配置啟動信號端口連接異構(gòu)等效電路映射模塊(4-2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于故障檢測部分(I)的故障檢測模塊(1-1)包括控制處理器(1-11)、鎖存器(1-12)、受控對象(1-13)和數(shù)據(jù)比較器(1-14)； 控制處理器(1-11)的數(shù)據(jù)發(fā)送端連接鎖存器(1-12)的命令輸入端； 鎖存器(1-12)的數(shù)據(jù)輸出端連接受控對象(1-13)的數(shù)據(jù)接收端； 受控對象(1-13)即被檢測電路部分，其數(shù)據(jù)輸出端連接鎖存器(1-12)的數(shù)據(jù)接收端; 數(shù)據(jù)比較器(1-14)的比較啟動信號接收端連接控制處理器(1-11)的比較啟動信號發(fā)送端口，且同時數(shù)據(jù)比較器的數(shù)據(jù)接收端口連接鎖存器(1-12)的數(shù)據(jù)輸出端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于故障檢測部分(I)的故障定位模塊(1-2)包括控制器(1-21)、故障搜索模塊(1-22)、故障單元標(biāo)識模塊(1-23)和故障坐標(biāo)信息緩存器(1-24)。
控制器(1-21)的故障搜索啟動信號輸出端口連接故障搜索模塊(1-22)的故障搜索啟動信號輸入端口，且同時控制器(1-21)的故障信息控制輸出端口連接故障坐標(biāo)信息緩存器(1-24)的數(shù)據(jù)輸出控制端口 ； 故障搜索模塊(1-22)的故障檢測完成信號輸出端口連接故障單元標(biāo)識模塊(1-23)的信號接收端口； 故障單元標(biāo)識模塊(1-23)的信號輸出端口連接故障坐標(biāo)信息緩存器(1-24)的輸入端Π ；故障坐標(biāo)信息緩存器(1-24)的數(shù)據(jù)控制輸入端口連接控制器(1-21)的數(shù)據(jù)輸出控制端口，且同時故障坐標(biāo)信息緩存器的數(shù)據(jù)輸出端口連接故障信息存儲器(1-3)的數(shù)據(jù)輸入端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于故障信息存儲器(1-3)的數(shù)據(jù)輸出端口連接異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)的故障信息接收端口，其數(shù)據(jù)接收端口連接故障定位模塊(1-2)的信號輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)的搜索信號輸出端口連接異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)數(shù)據(jù)接收端口，異構(gòu)等效電路搜索模塊的異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)接收端口連接異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)的數(shù)據(jù)輸出端口，異構(gòu)等效電路搜索模塊的搜索結(jié)果輸出信號端口連接數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器(2-2)的數(shù)據(jù)接收端口，異構(gòu)等效電路搜索模塊的故障信息接收端口連接故障信息存儲器(1-3)的數(shù)據(jù)輸出端口，異構(gòu)等效電路搜索模塊的故障定位信息接收模塊連接故障定位模塊(1-2)的故障信息輸出端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器(2-2)的數(shù)據(jù)控制輸出信號端口連接異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器的數(shù)據(jù)接收端口連接異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)的搜索信號輸出端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)的數(shù)據(jù)接收端口連接異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)的搜索信號輸出端口，異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)輸出端口連接異構(gòu)等效電路搜索模塊(2-1)的異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)接收端口，異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫的控制信號接收端口連接數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀出控制器(2-2)的數(shù)據(jù)控制輸出信號端口 ；異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫的異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)輸出端口連接搜索結(jié)果存儲器(3-2)的數(shù)據(jù)接收端口。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于搜索結(jié)果存儲器(3-2)的數(shù)據(jù)接收端口連接異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫(3-1)的異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)輸出端口，搜索結(jié)果存儲器的數(shù)據(jù)輸出端口連接異構(gòu)等效電路映射模塊(4-2)的搜索結(jié)果數(shù)據(jù)接收端口，搜索結(jié)果存儲器的配置信號接收端口連接配置控制器(4-1)的配置信號輸出端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于配置控制器(4-1)的配置信號輸出端口連接搜索結(jié)果存儲器(3-2)的配置信號接收端口，配置控制器的重配置控制信號輸出端口連接異構(gòu)等效電路映射模塊(4-2)的重配置控制信號接收端口。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于異構(gòu)等效電路映射模塊(4-2)包括異構(gòu)等效電路矩陣轉(zhuǎn)換器(4-21)、配置存儲控制器(4-22)、配置存儲器(4-23)、配置控制器(4-24)、配置接口模塊(4_25)； 異構(gòu)等效電路矩陣轉(zhuǎn)換器(4-21)的數(shù)據(jù)接收端口連接搜索結(jié)果存儲器(3-2)的數(shù)據(jù)輸出端口，其控制信號接收端口連接配置存儲控制器(4-22)的控制信號發(fā)送端口，其轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端口連接配置存儲器(4-23)； 配置存儲控制器(4-22)的控制信號輸出端口連接異構(gòu)等效電路矩陣轉(zhuǎn)換器(4-21)的控制信號接收端口； 配置存儲器(4-23)的數(shù)據(jù)接收端口連接異構(gòu)等效電路矩陣轉(zhuǎn)換器(4-21)的數(shù)據(jù)輸出端口，且同時其數(shù)據(jù)輸出端口連接于配置接口模塊(4-25)； 配置控制器(4-24)的控制信號輸出端口連接配置存儲器(4-23)的配置啟動信號接收端口 ； 配置接口模塊(4-25)的數(shù)據(jù)接收端口連接配置存儲器(4-23)的數(shù)據(jù)輸出端口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包括故障檢測部分、空間搜索部分、異構(gòu)容錯電路數(shù)據(jù)庫部分、可重構(gòu)修復(fù)電路部分。基于空間搜索技術(shù)的異構(gòu)容錯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)涉及FPGA的可靠性設(shè)計(jì)領(lǐng)域，主要解決集成電路的在線故障自修復(fù)問題，系統(tǒng)在檢測到故障單元后，向控制器發(fā)送故障定位信號，空間搜索部分將在已建立好的異構(gòu)等效電路數(shù)據(jù)庫中搜索，繞開故障單元的等效電路，然后發(fā)送給可重構(gòu)修復(fù)電路部分，將搜索到的異構(gòu)等效電路映射成為功能電路以完成故障電路的自修復(fù)過程。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)的容錯過程，且適用于多種航天器的容錯以及國防工業(yè)等使用FPGA的集成電路的容錯系統(tǒng)中。
文檔編號G06F17/50GK102799734SQ201210255970
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者王巍, 王寧, 徐飛, 李瑩, 張美杰 申請人:天津工大瑞工光電技術(shù)有限公司