本实用新型专利技术公开了一种应对单粒子翻转的高温报警装置，在FPGA芯片上设计四路IO管脚、四路阈值比较逻辑模块、一个投票逻辑模块，四路IO管脚上的寄存器分别接收温度传感器送过来并经过采样的温度值；每路IO管脚配置一个阈值比较逻辑模块，阈值比较逻辑模块内部设置一个高温阈值和一个低温阈值，当IO管脚上寄存的温度值超过高温阈值则输出报警信号给投票逻辑模块；投票逻辑模块在当四路阈值比较逻辑模块中同时有2路以上输出报警信号时输出报警。本实用新型专利技术设计了四重冗余的判断逻辑，即使某一条路径上的寄存器受到单粒子翻转的影响出现了错误的触发信号，在最终输出时也不会执行错误的命令。
【技术实现步骤摘要】
应对单粒子翻转的高温报警装置
本技术涉及一种高温报警装置，特别涉及一种应对单粒子翻转的高温报警装置。
技术介绍
单粒子翻转是单个高能粒子作用于半导体器件，引发器件的逻辑状态发生异常变化。单粒子翻转是空间辐射造成的多种单粒子效应中最常见和最典型的一种，主要发生在数据存储或指令相关器件中。单粒子翻转造成的器件错误属“软错误”，即通过系统复位、重新加电或重新写入能够恢复到正常状态。航空发动机滑油主要用途是对发动机的齿轮和轴承进行润滑和散热，滑油温度过高将直接影响了润滑表面油膜的形成和强度，甚至会引发发动机轴承和齿轮的运行不稳定。目前高温报警装置多采用模拟信号处理，传感器传递过来的模拟信号直接通过控制盒处理送到指示仪表。高温报警装置在模拟信号处理过程中发现单粒子翻转错误并及时纠正的方法有增加存储的ECC校验、多重冗余、硬件物理固化等，其中冗余处理不足，会出现误报警和漏报警的现象。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于提供一种应对单粒子翻转的高温报警装置，可以应对高空飞行单粒子翻转效应，保证飞行过程中滑油温度报警的准确性，不误报也不漏报。本技术的专利技术目的通过以下技术方案实现：一种应对单粒子翻转的高温报警装置，采用FPGA芯片实现，在FPGA芯片上设计四路IO管脚、四路阈值比较逻辑模块和一个投票逻辑模块；四路IO管脚上的寄存器分别接收温度传感器送过来并经过采样的温度值；每路IO管脚配置一个阈值比较逻辑模块，阈值比较逻辑模块内部设置一个高温阈值和一个低温阈值，当IO管脚上寄存的温度值超过高温阈值则输出报警信号给投票逻辑模块，当IO管脚上寄存的温度值低于低温阈值则输出取消报警信号给投票逻辑模块，介于高温阈值和低温阈值之间则保持不变；投票逻辑模块在当四路阈值比较逻辑模块中同时有2路以上输出报警信号时输出报警。进一步，在FPGA芯片上还设计了一个反馈纠错模块；投票逻辑模块在只有1路阈值比较逻辑模块输出报警信号时判定对应IO管脚出现单粒子翻转，不输出报警，并将出现单粒子翻转的IO管脚反馈给反馈纠错模块；反馈纠错接收到投票逻辑模块的反馈信号后，将对应需要纠错的一路IO管脚清零。进一步，所述FPGA芯片采用基于FLASH的FPGA芯片。本技术的有益效果在于：本技术提供的高温报警装置通过四重冗余的判断逻辑，即使某一条路径上的寄存器受到单粒子翻转的影响出现了错误的触发信号，在最终输出时也不会执行错误的命令。本技术可以应对高空飞行单粒子翻转效应，保证飞行过程中滑油温度报警的准确性，不误报也不漏报。附图说明图1为实施例所示的一种应对单粒子翻转的高温报警装置。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本实施例所示的一种应对单粒子翻转的高温报警装置采用基于FLASH的FPGA解决了加载存储器单粒子翻转风险，通过冗余寄存器设计解决了flipflop翻转风险。常规的FPGA芯片上电时候需要从rom等存储介质中加载可执行硬件网表并程序化门阵列内部的连线，如果该存储介质受到单粒子翻转影响会导致门阵列内连线甚至IO管脚连线错误。作为举例说明，本实施例选择的基于flash的FPGA芯片为microsimi的mpf300T芯片，不同于市面上常见的FPGA，mpf300T芯片上电不需要从rom等存储介质中加载可执行程序，该芯片底层每个逻辑单元都是基于flash设计，这就避免了加载rom出现单粒子翻转而出现的IO连线错误的情况。使用基于flash的FPGA芯片可以解决芯片内连线的单粒子翻转，而芯片内的逻辑单元构成的flipflop则必须通过设计才能解决单粒子效应。为避免mpf300T芯片内的flipflop受到单粒子翻转影响温度报警，出现误报警或者漏报警情况，本实施例设计了四重冗余的判断逻辑，即使某一条路径上的寄存器受到单粒子翻转的影响出现了错误的触发信号，在最终输出时也不会执行错误的命令。参见图1所示，本实施例在基于flash的FPGA芯片上，利用FPGA的逻辑单元设计了四路IO管脚、四路阈值比较逻辑模块、一个投票逻辑模块和一个反馈纠错模块。四路IO管脚上的寄存器分别接收滑油温度传感器送过来并经过采样的温度值。每路IO管脚配置一个阈值比较逻辑模块，阈值比较逻辑模块内部设置一个高温阈值和一个低温阈值，当IO管脚上寄存的温度值超过高温阈值则输出“1”作为报警信号，当IO管脚上寄存的温度值低于低温阈值则输出“0”作为取消报警信号，介于高温阈值和低温阈值之间则保持原来的结果不变。投票逻辑模块采用的是四取二逻辑，也就是四路阈值比较逻辑模块中同时有2路以上输出报警信号则对外输出报警；当只有1路阈值比较逻辑模块输出报警信号则认为对应的IO管脚出现单粒子翻转，不输出报警，并将出现单粒子翻转的IO管脚反馈给反馈纠错模块。投票逻辑模块接收阈值比较逻辑模块的四路结果，收到任何一路比较逻辑模块的结果为1则开始计数，1秒钟之内收到另外三路中任意一路结果为1则报警，如果1秒钟之内其他的三路信号均为0，则不报警，并输出到反馈纠错环节，计数器清零。反馈纠错接收到投票逻辑的反馈信号后，将对应需要纠错的一路IO管脚清零。纠错结果维持1秒。本实施例采用四路IO输入独立采样，这就保证了采样芯片一旦受单粒子影响也能通过冗余处理规避。本实施例的纠错能力仅限于同时有一路出现单粒子翻转，其余三路正常工作(如果四路里面有2路同时翻转，本来不该报警就会报警，如果翻转间隔超过1秒，可以纠错，如果在1秒之内就会出现误报。设计四路是为了防止单粒子漏报，如果四路都报警，同时有三路发生单粒子翻转才能漏报，这样的概率很小。因此漏报概率低。)，投票逻辑会把正确的结果输出同时反馈纠错结果到阈值比较逻辑纠正单粒子翻转的误报或漏报。如果同时有2路或2路以上的IO管脚出现了单粒子翻转效应，则无法纠错。可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本专利技术所附的权利要求的保护范围。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应对单粒子翻转的高温报警装置，采用FPGA芯片实现，其特征在于在FPGA芯片上设计四路IO管脚、四路阈值比较逻辑模块、一个投票逻辑模块；/n四路IO管脚上的寄存器分别接收温度传感器送过来并经过采样的温度值；/n每路IO管脚配置一个阈值比较逻辑模块，阈值比较逻辑模块内部设置一个高温阈值和一个低温阈值，当IO管脚上寄存的温度值超过高温阈值则输出报警信号给投票逻辑模块，当IO管脚上寄存的温度值低于低温阈值则输出取消报警信号给投票逻辑模块，介于高温阈值和低温阈值之间则保持不变；/n投票逻辑模块在当四路阈值比较逻辑模块中同时有2路以上输出报警信号时输出报警。/n
【技术特征摘要】
1.一种应对单粒子翻转的高温报警装置，采用FPGA芯片实现，其特征在于在FPGA芯片上设计四路IO管脚、四路阈值比较逻辑模块、一个投票逻辑模块；
四路IO管脚上的寄存器分别接收温度传感器送过来并经过采样的温度值；
每路IO管脚配置一个阈值比较逻辑模块，阈值比较逻辑模块内部设置一个高温阈值和一个低温阈值，当IO管脚上寄存的温度值超过高温阈值则输出报警信号给投票逻辑模块，当IO管脚上寄存的温度值低于低温阈值则输出取消报警信号给投票逻辑模块，介于高温阈值和低温阈值之间则保持不变；
投票逻辑模块在当四路阈值比较逻辑模块中同时有...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆铁钢，张俊强，李扬，马万涛，顾海超，
申请(专利权)人：中航空管系统装备有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31
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