研究结果证实不同FPGA技术的可靠性

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Actel公司宣布一项全面的第三方研究结果，证实以Flash和反熔丝技术为基础的现场可编程门阵列 (FPGA) 具有抗配置翻转的免疫能力，这翻转是由地球大气层中自然产生的高能量中子

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7 P! t$ ~' B$ R7 q" h4 S引起的。该研究还确定以SRAM为基础的FPGA不仅象传统观念那样在高空环境中易于发生中子引致的配置损耗，而且在地面级应用中也会发生，包括汽车、医疗、电信，以及数据存储和通信领域。

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有关测试遵循业界指定的JESD-89测试方法，由iRoC Technologies于2004年2月在美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室 (Los Alamos National Laboratory) 的中子科学中心进行。此项独立研究的结果已写成报告 --

iRoC Technologies美国运营总监Olivier Lauzeral称：“iRoC使用相同的测试步骤、测试仪器和中子源，来测试不同技术的现场可编程器件。作为第三方测试机构，我们会采用一致的高质量研究方法，得出令人信服的结果。我们确定SRAM技术较其它经测试的技术，更易于遭受软错误攻击。当高能量中子侵入存储单元，如以SRAM为基础可编程器件所用的那些，器件极有可能出现功能故障，并且以无法预知的状态运作。这对于我们常用的系统非常不利，包括电话网络、汽车安全气袋、医疗器材，甚至军事和太空设备等。”

Actel产品市务副总裁Barry Marsh指出：“这份报告是首次在受控的环境中，同时测试来自Actel、Altera和Xilinx器件的中子可靠性。这是一项独立且可重复的研究，我们认为iRoC测试结果清楚地表明，由中子引致错误的免疫力必须列入设计人员选择FPGA的标准要素名单中。Actel以反熔丝和Flash为基础的FPGA技术拥有固有免疫力，可抵抗中子导致的功能变改。即使工艺几何尺寸逐渐缩减，我们产品的基础架构优势将会持续，以保障高可靠性和任务关键设计的完整性。”

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测试方法和结果

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为了响应业界对由中子引致翻转问题的广泛关注，iRoC进行了一系列测试，以确定五种不同FPGA架构的故障几率，包括Xilinx公司的Virtex-II和Spartan-3 SRAM架构FPGA；Altera公司以SRAM为基础的Cyclone FPGA；以及Actel公司以反熔丝为基础的Axcelerator FPGA和以Flash为基础的ProASIC Plus器件。测试结果显示，以反熔丝和Flash为基础FPGA在中子轰击下未有出现配置损耗，而以SRAM为基础FPGA则出现FIT (时间延续故障)，范围由海平面的1,150至5,000英尺高度的3,900，以至60,000英尺高度的540,000。一个FIT的定义为在109 小时内出现一次错误。一般集成电路的FIT几率为100以下，至于高可靠性应用所要求的FIT机率为10至20。

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该研究还确定以SRAM为基础的FPGA不仅象传统观念那样在高空环境中易于发生中子引致的配置损耗，而且在地面级应用中也会发生，包括汽车、医疗、电信，以及数据存储和通信领域。