基于FPGA的核电站仪控系统的设计和验证

【摘要】FPGA(FieldProgrammableGateArray,现场可编程门阵列)是新一代核电站安全级仪控系统的最佳备选项。FPGA具有超越微处理器和软件系统的优势,然而,作为核能发电领域的一项新技术,FPGA的适用性、可靠性以及许可中可能存在的问题都具有不确定性。本文分析了FPGA在核电站仪控系统的应用中需要遵守的标准。基于经过NRC(美国核管理委员会)许可的HFC-6000系统平台,按照FPGA的开发生命周期,将已有的HFC-6000TMRDemo应用系统程序移植到FPGA上,并实现柴油发电机启动序列和核电站外围设施专设安全设施驱动系统(BOPESFAS)应用两个功能。本文先采用图形化语言LabVIEW作为工具,开发基于虚拟仪器的TMRDemo系统,以深入理解系统需求和控制逻辑；再以原理图设计输入方式,在FPGA集成开发环境QuartusⅡ上开发基于FPGA的TMRDemo程序,并设计FPGATMRDemo应用系统,同时对程序和系统进行功能和时序仿真验证；最后,利用NIPXI虚拟仪器平台构建测试系统平台,并与FPGATMRDemo应用系统联机,进行FPGATMRDemo系统测试。核电站FPGA仪控系统设计的相关标准尚未成熟,通过开展FPGA核电站仪控系统实践,研究FPGA核电仪控系统的开发设计方法以及V&V(验证与确认)方法,能够更好地理解FPGA仪控系统设计和V&V的相关标准,获得利用FPGA替代现有核电站保护系统的设计方法,为FPGA技术在核电站仪控系统的应用和V&V活动开展探索和基础研究。
【作者】钟细彬；
【导师】丁军；
【作者基本信息】厦门大学，核科学与工程，2014，硕士
【关键词】FPGA；核电数字化仪控；HFC-6000；三冗余；验证；

【参考文献】
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