航天星载设备、航空机载设备,除了追求较高的计算能力外,器件可靠性也是系统设计必须考虑的重要因素之一。现场可编程逻辑阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）作为一种高集成度的半定制集成电路设备,具有并行度高、功耗低,计算速度快和成本低的特点,能够显著提升星载、机载设备的计算能力,但长时间的高温、高辐射工作环境带来的片上电路老化问题严重影响着设备的可靠性,必须有针对性地研究FPGA老化缓解问题。本文针对以上问题,结合FPGA动态部分可重构（Dynamic Partial Reconfigurable,DPR）技术,以片上应力均衡思想为指导,从片上任务调度与部署方面进行优化,大幅提升了FPGA在应用时的最大平均失效时间。具体工作如下:（1）对降低FPGA使用寿命的老化原因进行对比分析,建立异构可重构结构模型和任务调度模型,以片上应力均衡为优化目标,设计了基于改进遗传算法的任务调度策略,使得在降低算法收敛速度的同时,策略在调度执行时能够使FPGA各可重构区域平均失效时间基本保持一致,最大化器件的生命周期。（2）在以上优化基础上,为解决资源充足情况下任务执行阶段片上资源使用率（Usage rate）过高的问题,在任务调度阶段增加资源使用率参数,设计了以任务间依赖关系和任务最晚结束时间为约束、以系统平均失效时间和资源使用率为共同目标的优化算法。在保证器件生命周期的同时,降低了片上资源使用率。将本文所设计的策略与随机调度策略以及片上最短任务总执行时间调度策略进行比较。对比结果显示,本文设计的异构系统应力均衡策略能够将系统平均失效时间延长至少53%。且相较于同构系统应力均衡策略,在系统平均失效时间指标上有20%以上的提升。在任务集子任务数为50、系统总资源量较为充裕时,能在系统平均失效时间基本不变的基础上,将资源使用率最多降低50%。实验表明,本文所设计的老化缓解策略,能够大幅提升FPGA的平均失效时间,延长使用寿命,为包含FPGA器件的电子系统提供较好的可靠性保障。