[发明专利]一种抗单粒子翻转的DSP加固电路

说明书

本发明公开一种抗单粒子翻转的DSP加固电路，属于数字信号处理器抗辐射领域，包括DSP内核、片内同步存储器、时钟系统、片内数据接口、片内地址接口、外部存储器接口、外设数据总线和外设地址总线；所述片内数据接口连接外设数据总线，片内地址接口连接外设地址总线；DSP内核通过片内数据接口、片内地址接口读写片内同步存储器，存取运行的数据和程序；DSP内核通过外部存储器接口读写片外存储空间的指令或数据，外部存储器接口中的数据通过片内数据接口送入DSP内核中；外部存储器接口中的地址通过片内地址接口由DSP内核送出；DSP内核通过片内数据接口和片内地址接口配置外设寄存器，使DSP加固电路与外界具有串口通信、运动控制、定时及中断的功能。

技术领域

本发明涉及数字信号处理器抗辐射技术领域，特别涉及一种抗单粒子翻转的DSP加固电路。

背景技术

在空间辐射环境中，集成电路的单粒子效应主要包括单粒子翻转、单粒子瞬态、单粒子闩锁等现象。当高能粒子击中芯片的存储区域，瞬时电流脉冲直接作用于存储单元，导致存储单元状态改变，存储数据翻转，此现象为SEU（Single Event Upset，单粒子翻转）。航天器中的DSP（Digital Signal Process，数字信号处理器）芯片是进行数据处理和通信控制的核心器件，宇航空间的等离子体、质子、电子及重离子等高能粒子轰击DSP电路，容易使DSP电路造成单粒子翻转。对于DSP电路，单粒子翻转主要发生于电路内的SRAM存储区域和各种寄存器区域。在DSP的取指、指令译码和流水线执行等关键部件状态机中发生单粒子翻转，可导致DSP指令执行功能出错，DSP程序跑飞，引起单粒子功能中断，造成DSP电路运行的不稳定甚至失效，严重影响航天器的安全性及可靠性。

工业级DSP电路在宇航辐射环境下会发生大量的单粒子翻转现象。现有技术中，DSP电路的抗单粒子翻转加固主要采用纠检错算法降低整个电路的翻转率，该方法对DSP的性能影响较小，但抗翻转率效果有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗单粒子翻转的DSP加固电路，以解决的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种抗单粒子翻转的DSP加固电路，包括DSP内核、片内同步存储器、时钟系统、片内数据接口、片内地址接口、外部存储器接口、外设数据总线和外设地址总线；

所述片内数据接口连接外设数据总线，片内地址接口连接外设地址总线；DSP内核通过片内数据接口、片内地址接口读写片内同步存储器，存取运行的数据和程序；

DSP内核通过外部存储器接口读写片外存储空间的指令或数据，外部存储器接口中的数据通过片内数据接口送入DSP内核中；外部存储器接口中的地址通过片内地址接口由DSP内核送出；

DSP内核通过片内数据接口和片内地址接口配置外设寄存器，使DSP加固电路与外界具有串口通信、运动控制、定时及中断的功能。

可选的，所述片内同步存储器采用12管DICE单元结构进行抗单粒子翻转加固；所述片内同步存储器包括数据输入锁存、地址输入锁存、地址行列译码电路、时钟逻辑、字线驱动、写驱动电路、DICE位存储单元、灵敏放大器、数据输出缓冲器；

DICE位存储单元采用位线分离的12管DICE结构加固；数据输入锁存采用双模冗余与DICE锁存结构，地址输入锁存采用DICE锁存结构。

可选的，所述时钟逻辑采用滤波电路结构，灵敏放大器与数据输出缓冲器采用带滤波的DICE加固结构，以滤除时钟及数据读出通路中由单粒子产生的瞬态脉冲干扰。

可选的，所述时钟系统采用三模PLL加固；所述时钟系统包括三路PLL、三模选择器和滤波电路；相同的三路PLL的时钟输出连接到一个三模选择器上，三模选择器的输出作为整个DSP加固电路的时钟；从三模选择器出来的时钟通过滤波电路后送至内部时钟网络，以滤除单粒子效应在时钟网络上产生的瞬态脉冲干扰。