对Xilinx SRAM型FPGA的配置RAM的帧物理组织进行了研究，给出了提取帧结构的方法，并给出了比特流中帧的排列顺序；分析了SEM IP核的中间文件的结构并给出了提取必要位的方法，通过对必要位进行0/1翻转，用以模拟辐射环境下FPGA易出现的单粒子翻转问题；设计了PC端界面以实现完整的人机交互。故障注入系统在FPGA片上实现，通过内部ICAP接口实现对配置数据的读写，无需处理器参与。通过对待测电路的必要位逐位进行翻转及修复测试后对每个位进行了分类，分类结果可用于在后续故障修复中对特殊位进行重点防护。

为了探究在低空环境下SRAM型FPGA产生单粒子翻转事件与大气中高能粒子剂量的关系, 设计了一种便携式测试系统。使用该系统在某地6个不同海拔的测试点对SRAM型FPGA进行单粒子翻转测试。某地平均海拔在3000~5000 m, 可以很好地模拟低空飞行环境。通过测试试验, 该系统获得了大量现场数据, 使用Matlab对测试数据进行了分析。结合在某地的测试结果, 从SRAM型FPGA的存储结构、单粒子翻转产生机理、测试系统的工作原理等方面入手, 对该测试系统的科学性与实用性进行了验证分析。分析结果表明, 该便携式测试系统科学有效, 可为航空航天领域中SRAM型FPGA的选型与使用提供一种参考方式。

为了考核FPGA器件空间使用时的抗辐射能力, 对Altera SRAM型FPGA器件60Co γ辐照后的总剂量辐射损伤效应及退火效应进行了研究。通过不同模块实现相同的分频功能, 比较了不同模块输出波形随总剂量、退火时间的变化关系; 通过实现不同源程序所需的模块不同, 比较了不同模块、不同源程序功耗电流随总剂量、退火时间的变化关系。分析了功耗电流在不同退火温度下恢复的原因, 讨论了不同退火温度下功耗电流恢复幅度的差异。测量了输出端口的高低电平, 分析了高低电平随总剂量、退火时间的变化关系。实验结果表明: 氧化物正电荷的退火导致了不同退火温度下的功耗电流的恢复, 并且浅能级亚稳态的氧化物正电荷的数量多于深能级氧化物正电荷的数量;随着退火时间的增加,功能恢复为突变过程, 而功耗电流的恢复为渐变过程。