任务关键型 TMR
TMR 在对系统性能影响最小（指时延）的情况下提供高度的可靠性。然而，这种可靠性显然有其代价。它增大了系统的占板面积、功耗和费用。鉴于各条电路的重要性并不均等，理想情况下，开发者希望仅在必要时使用 TMR。
以温度传感器为例。不常发生的数据点错误不会影响整体监测性能，因为样本可以随时间平均，因此不必承担三个传感器或三个监测电路带来的附加费用。
除了在电路板上为电路创建三个副本以外，还有一种替代方法是在赛灵思 XQR Versal ACAP或自适应 SoC 等航天级可编程器件中实现电路。赛灵思软硬件一体化可编程逻辑方法让设计人员能够在单个芯片中实现复杂的 TMR。无需并行布局三个 IC，单个可编程逻辑器件就能将三条电路和票决电路集成在一起。（参见图 2）
图 2：如图所示的赛灵思 XQR 航天级器件能将使用 TMR 的任务关键型电路实现在单个芯片中。
使用可编程逻辑的主要优势在于设计人员能够根据需要实现 TMR。借助这种方法，任务关键型模块能够在无需复制非重要模块的情况下，以最高可靠性实现，从而避免推高成本和功耗。
此外，因为 ACAP 或 FPGA 中的自适应系统并非定制 IC 那样在功能上是固定的，所以设计人员在推出新特性时可以避免因重新开发新 IC 而造成的延误或成本。
随着 AI 和机器学习技术不断演进发展，成为电子系统不可或缺的组成部分，自适应灵活性也正在变得越来越重要。这意味着当新的 AI 推断模型出现时，就可以通过软件更新的方式来更新硬件系统。此外，这种更新还能用于在轨系统，在部署后进一步提高它们的效率和性能。这是直到近期才具备的功能。
擦除
可编程逻辑和定制 IC 之间的差异在于 ACAP/FPGA 需要配置。通过配置，可以定义可编程器件的功能。配置数据存储在基于 SRAM 的单元中，也被称作配置 RAM 或简称 CRAM。因此，CARM 可能受辐射事件的影响，可能会改变可编程器件的既定“特性”。
擦除是一种用来保护配置存储器单元的方法。器件有专门一部分通过使用校验和分析，不断对 CRAM 做逐帧检查。如果检测到辐射事件，就启动重配置。器件“擦除”（即重新加载）被电离辐射损坏的配置帧。在纠正辐射事件后，再继续处理。
需要注意的是，只有受影响的帧才需要擦除，整个系统则继续不中断地运行。此外，ACAP/FPGA 也能采用“盲擦除”。在采用盲擦除时，器件不会检查是否有辐射事件发生，而是通过定期进行重配置，确保其处在已知的良性状态下。这种方法非常可靠，因为它强制刷新 CRAM，甚至是在非必要时。
在之前的几代产品中，赛灵思 CRAM 防范单事件翻转的擦除机制是通过外接 IC实现的，而如今，该功能已经作为一项功能，集成在 FPGA 的可编程逻辑中，或 ACAP 的专用处理器中。
就其本质而言，电子产品不具备与生俱来的耐辐射能力。但是却可以通过先进的设计方法，让系统自动识别并改变辐射事件，提高系统的总体耐辐射能力，从而大幅提升可靠性和恢复能力。通过采用自适应平台，设计人员可以运用三重模块冗余技术和擦除技术，优化系统成本，降低占板面积和功耗。
作者简介：Troy Jones，赛灵思公司航空航天空间系统架构师
