基于SRAM的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)对于带电粒子的辐射特别敏感,尤其是近年来高密度集成芯片的出现,电路容量增大、操作电压降低使得它们在辐射环境下的可靠性降低。其中软故障是主要的故障,它是由粒子和PN结相互作用引起的一种暂态故障,软故障对在基于SRAM的FPGA上实现的电路具有特别严重的影响。由于三模冗余技术简单性以及高可靠性,它是一个被广泛使用的针对于FPGA上的单粒子翻转(Single-Event Upset,SEU)的容错技术。
三模冗余系统简称TMR(Triple Modular Redundancy),是最常用的一种容错设计技术.三个模块同时执行相同的操作,以多数相同的输出作为表决系统的正确输出,通常称为三取二.三个模块中只要不同时出现两个相同的错误,就能掩蔽掉故障模块的错误,保证系统正确的输出.由于三个模块是互相独立的,两个模块同时出现错误是极小概率事件,故可以大大提高系统的可信性。
三模冗余可以由用户手动完成,也可以依靠工具完成。Xilinx推出了XIlInX tMrtool ,可以方便的实现三模冗余设计,并且可以方便的配置被冗余项,大大方便了用户。
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