面向空间应用的FPGA神经网络加速器 单粒子翻转敏感性评估与选择性加固方法
编号:105
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更新:2026-11-09 11:22:49 浏览:6次
张贴报告
摘要
随着星载智能处理任务向高性能和自主化发展,神经网络加速器在空间辐射环境下面临单粒子翻转(SEU)所引发的计算异常与任务失效风险。传统三模冗余(TMR)虽能缓解部分故障影响,但其资源和性能代价与星载系统的受限条件存在矛盾。本文基于近年来神经网络加速器辐照实验、故障注入及冗余加固研究的结论,分析SEU从局部硬件扰动向应用级异常演化的跨层级特征,并提出面向应用可靠性的结构—功能—行为融合敏感性评估与选择性加固框架。该框架从硬件组织关系、计算任务重要性和实际运行条件三个互补视角理解故障风险,以应用输出受损程度作为保护优先级的统一依据,进一步结合资源约束进行差异化冗余配置。文献分析表明,错误能否传播及其危害程度具有明显的架构、网络与任务依赖性,因而单一结构指标或均匀加固难以充分反映保护效益。本文形成了敏感性评估与选择性加固协同设计的理论思路,可为星载神经网络加速器的低开销抗SEU设计提供方法参考,其有效性仍需通过统一故障模型下的实验评价予以检验。
关键词
单粒子翻转,空间智能计算,FPGA神经网络加速器,错误传播,敏感性评估,选择性加固
稿件作者
周梓杰
广东工业大学
邢延
广东工业大学
蔡畅
广州大学
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