本文關鍵詞：星載可見光圖像采集系統(tǒng)抗輻射樣機設計

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【摘要】：宇宙空間的高能粒子一直以來都是威脅航天器正常工作狀態(tài)的重要因素,近年來,人類加大了對空間資源開發(fā)利用的力度,越來越多功能復雜的航天器進入了太空。航天器任務的多樣化和功能的復雜化對空間電子系統(tǒng)提出了更高的要求,諸如FPGA、DSP一類的大規(guī)模集成電路在空間環(huán)境中得到了廣泛的應用。然而,隨著集成電路規(guī)模的增加、工藝制程的改進、工作頻率的提高,空間輻射效應對器件可靠性造成的影響也越來越顯著,特別是空間輻射造成的單粒子效應,已經成為影響空間電子系統(tǒng)可靠性的首要因素,研究電子系統(tǒng)的抗單粒子加固對如今方興未艾的空間探索大潮具有重要的現實意義。本文首先介紹了可見光圖像采集系統(tǒng)的整體結構和工作流程,對各個功能模塊的組成做了簡要說明,詳細介紹了FPGA接口電路的內部邏輯設計和DSP的工作流程。其次,為了提高設計系統(tǒng)空間可靠性,著重考慮了系統(tǒng)的抗單粒子翻轉加固,分析了CMOS圖像傳感器,FPGA和DSP片上單粒子敏感單元,討論了單粒子翻轉對器件可能造成的影響。根據敏感單元的用戶可訪問性選擇邏輯加固對象,針對加固對象自身的特點采取不同的加固措施。最后,介紹了系統(tǒng)常態(tài)工作指標的測試環(huán)境,分析了系統(tǒng)的加固效果。根據器件各單元翻轉截面曲線和目標軌道空間輻射信息,結合故障注入試驗結果,按照泊松分布計算得到加固前系統(tǒng)功能失效和數據錯誤概率。對FPGA和DSP的加固措施從數學角度進行了可靠性分析,根據分析結果計算加固后的系統(tǒng)出錯概率。計算結果顯示,相同的在軌時間下,加固后系統(tǒng)的功能失效概率和數據錯誤概率都要低于未加固系統(tǒng),證明本文采取的加固措施有效的提高了系統(tǒng)執(zhí)行空間任務的可靠性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V443
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本文編號：1178495