基于FPGA的核电站仪控系统的设计和验证

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1、厦门大学学位论文原创性声明本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究生学术活动规范(试行)》。另外，该学位论文为(核电数字化仪控)课题(组)的研究成果，获得(核电数字化仪控)课题(组)经费或实验室的资助，在(核电数字化仪控)实验室完成。(请在以上括号内填写课题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。)声明人(签名)：铆纫彬20忡年S月2舌日厦门大学学位论文著作权使用声明本人同意厦门

2、大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦f-l；k学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()l-经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月日解密，解密后适用上述授权。(4)2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。保密学位论文应

3、是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人(签名)：铆绷彤2D忡年箩月2占日摘要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

4、国核管理委员会)许可的HFC一6000系统平台，按照FPGA的丌发生命周期，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，

5、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FPG．A核电站仪控系统实践，研究FP6A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。关键词：FPGA；核电数字化仪控：HFC-6000：三冗余；验证AbstractFPGA(Fi

6、eldProgrammableGateArray)isoneofthebestalternativesofthenew—generationnuclearpowerplantsafety—classI&C(InstrumentationandContr01)system．FPGAshavesomesuperioritybeyondthemicroprocessorsandsoftwaresystems，however，asanewtechnologyintheareaofnuclearpowerindustry，theapplica

7、bility,reliabilityandlicenseofFPGAsmayhavesomeuncertainties．Inthispaper,thestandardswhichFPGA-basedapplicationsusedinthenuclearpowerplantI&Csystemshouldcomplywithhavebeenanalyzed．BasedontheHFC一6000platform，whichislicensedbyNRC(NuclearRegulatoryCommission)，theTMR(Triple

8、ModularRedundant)DemoapplicationsystemprogramonHFC．6000systemistransplantedintoFPGAaccordingtothedevelopmentlifecycle