三模冗餘

三模冗餘

三模冗餘系統簡稱TMR(Triple Modular Redundancy),是最常用的一種容錯設計技術.三個模塊同時執行相同的操作,以多數相同的輸出作為表決系統的正確輸出,通常稱為三取二.三個模塊中只要不同時出現兩個相同的錯誤,就能掩蔽掉故障模塊的錯誤,保證系統正確的輸出.由於三個模塊是互相獨立的,兩個模塊同時出現錯誤是極小概率事件,故可以大大提高系統的可信性。

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正文


基於SRAM的現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)對於帶電粒子的輻射特別敏感,尤其是近年來高密度集成晶元的出現,電路容量增大、操作電壓降低使得它們在輻射環境下的可靠性降低。其中軟故障是主要的故障,它是由粒子和PN結相互作用引起的一種暫態故障,軟故障對在基於SRAM的FPGA上實現的電路具有特別嚴重的影響。由於三模冗餘技術簡單性以及高可靠性,它是一個被廣泛使用的針對於FPGA上的單粒子翻轉(Single-Event Upset,SEU)的容錯技術。