[发明专利]一种单粒子多位错自主修复三冗余流水线及设计方法

权利要求书

1.一种单粒子多位错自主修复三冗余流水线设计方法，其特征在于：采用三条流水线并行处理相同的指令流；在三条流水线的每一级后均设有表决仲裁逻辑电路和错误纠正控制逻辑电路；

所述三条流水线的每一级后的表决仲裁逻辑电路用于对三条流水线在该级输出的数据进行判断，然后输出判断结果给错误纠正控制逻辑电路；

所述错误纠正控制逻辑电路根据表决仲裁逻辑电路的判断结果，对可能存在的错误数据进行纠正；

当三条流水线在某一级输出的数据存在错误时，所述表决仲裁逻辑电路采用三判二的方法确定三条流水线在该级输出的正确数据，然后判断出现错误的流水线的编号，并将所述三条流水线在该级输出的正确数据和出现错误的流水线的编号输出给错误纠正控制逻辑电路；

当空间的单粒子环境造成流水线的单粒子翻转阈值超过37MeV·cm²/mg时，所述表决仲裁逻辑电路采用如下方法确定三条流水线在该级输出的正确数据：

基于地面模拟实验装置对三条流水线的任意一级输出进行测试，获取单粒子环境下三条流水线分别在任意一级的可靠性指标，对于三条流水线任意相同的一级，采用可靠性指标最高的流水线在该级的输出数据作为三条流水线在该级输出的正确数据；

所述错误纠正控制逻辑电路根据三条流水线在该级输出的正确数据和出现错误的流水线的编号，纠正出现错误的流水线在该级输出的数据，并根据错误纠正算法纠正出现错误的流水线状态；纠正操作占用一个时钟周期，在下一时钟周期重新进行该级流水操作。

2.根据权利要求1所述的一种单粒子多位错自主修复三冗余流水线设计方法，其特征在于：所述三条流水线的结构相同。

3.一种单粒子多位错自主修复三冗余流水线，其特征在于：包括三条并行处理相同指令流的流水线、表决仲裁逻辑电路和错误纠正控制逻辑电路；所述三条流水线的每一级后均设有一个表决仲裁逻辑电路和一个错误纠正控制逻辑电路；

所述三条流水线的每一级后的表决仲裁逻辑电路用于对三条流水线在该级输出的数据进行判断，然后输出判断结果给错误纠正控制逻辑电路；

所述错误纠正控制逻辑电路根据表决仲裁逻辑电路的判断结果，对可能存在的数据错误进行纠正；

当三条流水线在某一级输出的数据存在错误时，所述表决仲裁逻辑电路采用三判二的方法确定三条流水线在该级输出的正确数据，然后判断出现错误的流水线的编号，并将所述三条流水线在该级输出的正确数据和出现错误的流水线的编号输出给错误纠正控制逻辑电路；

当空间的单粒子环境造成流水线的单粒子翻转阈值超过37MeV·cm²/mg时，所述表决仲裁逻辑电路采用如下方法确定三条流水线在该级输出的正确数据：

基于地面模拟实验装置对三条流水线的任意一级输出进行测试，获取单粒子环境下三条流水线分别在任意一级的可靠性指标，对于三条流水线任意相同的一级，采用可靠性指标最高的流水线在该级的输出数据作为三条流水线在该级输出的正确数据；

所述错误纠正控制逻辑电路根据三条流水线在该级输出的正确数据和出现错误的流水线的编号，纠正出现错误的流水线在该级输出的数据，并根据错误纠正算法纠正出现错误的流水线状态；纠正操作占用一个时钟周期，在下一时钟周期重新进行该级流水操作。

4.根据权利要求3所述的一种单粒子多位错自主修复三冗余流水线，其特征在于：所述三条流水线的结构相同。