航天科技发展的近十年中,卫星发射升空到达预定轨道作业的整个过程每一步都具有挑战性,尤其是当卫星在空间环境作业时遇到的未知因素更多,保证卫星在空间环境的正常工作是我们当前面临的主要任务。由于空间环境恶劣,电子辐射强度大,星载产品里的配置存储器的逻辑状态因受空间辐射影响而容易发生粒子翻转。系统抗单粒子翻转能力差会直接导致系统功能中断。因此抗单粒子的防护措施成为了提高航天系统可靠性的必要条件。本课题来自于某星载产品的设计,依据设计条件的要求,对该星载产品单粒子防护设计情况进行分析,设计出了一种闭环容错方案解决该问题,确保了星载产品在轨运行安全、稳定、可靠。主要设计内容分为以下四部分。首先,研究了FPGA的选型和配置方式选择。根据产品设计要求,选择了SRAM型FPGA。该FPGA器件有五种配置方式,根据刷新和回读容错技术的特性,选择Slave Select MAP配置方式,给出了刷新和回读的原理,并介绍了三模冗余功能。其次,研究了星载电子器件单粒子翻转的闭环容错方案。根据容错的逻辑控制要求和电路的特性,将控制逻辑程序设计在FPGA外围电路里,即通过外围电路来控制FPGA工作的方式,并设计给出了FPGA配置原理图。简单介绍了开环容错方案和三模冗余方案,在开环容错和三模冗余基础上给出了星载电子器件单粒子翻转的闭环容错方案。然后,研究了星载电子器件单粒子翻转的防护措施。根据国军标抗单粒子效应的要求,分别进行了COMS电路的抗单粒子锁定设计,FPGA电路抗单粒子翻转设计,CPU、DSP电路抗单粒子翻转设计,PROM电路抗单粒子翻转设计、以及EEPROM电路抗单粒子翻转设计。最后,通过仿真软件测试了整个电路单粒子防护的性能,结果都达到了预期要求。