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列車控制系統(tǒng)中的FPGA/CPLD設(shè)計的安全考慮

文檔作者：楊春楊光倫馬振球王一民文檔來源：北京全路通信信號研究設(shè)計院有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月09日
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列車控制系統(tǒng)中的FPGA/CPLD
設(shè)計的安全考慮
■楊春楊光倫馬振球王一民(北京全路通信信號研究設(shè)計院有限公司,北京100073)
摘要:在列車控制系統(tǒng)中,FPGA/CPLD可編程邏輯器件得到廣泛應(yīng)用。由于可編程器件設(shè)計同時具有軟件
設(shè)計和硬件設(shè)計的特點,如何保證安全性成為設(shè)計難點,所以在設(shè)計時必須采取控制系統(tǒng)故障和隨機故障的
方法,保證設(shè)計的安全性。分析可編程器件的特點及設(shè)計方法,給出保證安全性的相關(guān)措施,并給出一個應(yīng)
答器編碼的實例為保證可編程器件的安全性提供一些參考。
關(guān)鍵詞:FPGA/CPLD:安全故障故障安全應(yīng)答器編碼
1概述
在日益復(fù)雜的現(xiàn)代列車控制系統(tǒng)中,以往單純的繼電控制已很難滿足要求,因而可編程電子器件得到更
廣泛應(yīng)用。然而可編程電子器件的復(fù)雜性使得在設(shè)計和使用中可能會出現(xiàn)難以預(yù)知的錯誤和故障進而威脅系
統(tǒng)的安全性,因此必須采取嚴(yán)格的流程管控和適當(dāng)?shù)脑O(shè)計策略來保證系統(tǒng)的安全運行~4
在目前的列車控制系統(tǒng)中,FPGA/CPLD等可編程邏輯器件使用越來越多,FPGA/CPLD的設(shè)計流程
與基于軟件的微處理器系統(tǒng)類似,可以參考N50129和EN50128等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來保證設(shè)計活動,將fPGA
芯片看作硬件,而將FPGA代碼設(shè)計看作軟件,通過軟件設(shè)計和硬件設(shè)計的相關(guān)流程方法來保證FPGA的
功能安全性。但是FPGA/CPLD與微處理器又有很大的區(qū)別,微處理器的硬件功能固定,而fPGA/CPLD
的硬件邏輯功能是由可編程的查找表、互聯(lián)矩陣、可編程10以及其他嵌入式模塊來實現(xiàn),需要考慮實際運
行中的時序、SEE(single event effect等相關(guān)問題,因此FPGA/CPLD的安全設(shè)計需要額外的考慮,
需要參考DO-254與C61508等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
7c的機設(shè)計

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