[发明专利]一种FPGA电路和其配置文件处理方法

说明书

本发明公开了一种FPGA电路和配置文件处理方法。在一个实施例中，FPGA电路包括配置存储器，用于存储有FPGA配置文件，配置文件包括配置数据和ECC码；硬件ECC解码器，利用ECC码对配置数据进行纠错和检错；单粒子翻转控制器，用于回读配置文件，并且利用硬件ECC解码器对回读的配置文件进行检查和纠错。通过使用该电路，可使FPGA支持单粒子翻转的能力得到大大的增强，从而使FPGA可以应用到宇航、航空或其他对设备出错比较敏感的领域，因此具有广泛和重大的意义。

技术领域

本发明涉及一种集成电路，特别涉及FPGA电路和其配置文件处理方法。

背景技术

随着技术的进步，对星载信号处理能力的要求越来越高，FPGA也越来越多地应用到航天领域，成为星载信号处理和控制的关键部件。目前，从FPGA在星载型号产品中的使用情况来看，单粒子效应成为了影响大规模FPGA可用性和可靠性的主要因素。

宇航级大规模FPGA都是基于SRAM型，SRAM型FPGA在应用于可靠性有较高要求的场合时必须通过配置文件回读的方式进行检错，但是其内部寄存器易受单例子效应影响而产生错误。因此，针对大规模FPGA进行抗单粒子效应的研究非常重要且迫切。

发明内容

在第一方面，本发明实施例提供一种FPGA电路。该电路包括配置存储器，用于存储有FPGA配置文件，配置文件包括配置数据和ECC码；硬件ECC解码器，利用ECC码对配置数据进行纠错和检错；单粒子翻转控制器，用于回读配置文件，并且利用硬件ECC解码器对回读的配置文件进行检查和纠错。

优选地，单粒子翻转控制器从配置存储器中按块读取配置文件，传输到ECC解码器中进行ECC检测或纠错；配置文件进过ECC检测或纠错后，被写回到配置存储器中。

ECC码可以是汉明、BCH、RS码或其它形式的编码。

优选地，配置文件包括多组数据和ECC编码的校验位。

在第二方面，本发明实施例提供一种FPGA电路的配置文件处理方法，该方法包括从配置存储器中按块读取配置文件，将配置文件进行ECC检测或纠错；配置文件进行ECC检测或纠错后，被写回到配置存储器中。

通过使用ECC检查和纠错，可使FPGA支持单粒子翻转的能力得到大大的增强，从而使FPGA可以应用到宇航、航空或其他对设备出错比较敏感的领域，因此具有广泛和重大的意义。

附图说明

图1是带有ECC校验码的一种配置文件结构；

图2示意了根据本发明实施例的带有ECC纠错校验功能的FPGA芯片；

图3示意了带有ECC校验功能的FPGA设计及下载流程；

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例在FPGA配置文件中添加ECC码的配置架构，并且FPGA器件在运行过程中基于ECC码执行FPGA配置文件的回读、检查并纠错。通过使用该架构，可使FPGA支持单粒子翻转的能力得到大大的增强。

图1描述了带有ECC校验码的一种配置文件结构。其中FPGA配置文件以配置链的长度为单位，加入ECC校验码。在图1中，每一个组数据Data对应了每一条配置存储器链，每一条配置存储器链有一个ECC编码的校验位。整个配置FPGA芯片的配置文件包含了若干组数据和对应的配置存储器链。

图2是本发明实施例的FPGA芯片原理示意图。如图2所示，FPGA芯片包括配置存储器、硬件ECC(Error Correcting Code，即错误检查和纠正)解码器和单粒子翻转(singleevent upset,下文简称SEU)控制器。