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基于FPGA的电子系统设计能够减少开发风险和开发成本，缩短上市时间，且易于维护升级。随着FPGA功能和性能的不断提高，FPGA已经广泛地应用于各种领域，并成为一系列电子系统的核心部件。然而在军事、航空、航天领域的应用系统中，考虑到空间辐射环境及某些核爆环境对电子系统的影响，FPGA需要具备优良的抗闩锁、抗单粒子翻转、抗瞬态辐射及抗总剂量等抗辐射性能。SOI技术以其独特的材料和器件结构有效地克服了体硅技术的不足，相比体硅电路，SOI彻底消除了体硅CMOS电路的闩锁效应，具备更好的抗瞬态辐射和抗单粒子翻转能力，且通过特殊的加固工艺也能获得优良的抗总剂量辐射能力，因此基于SOI技术的辐射加固FPGA电路非常适合军事及空间领域的应用。
本论文正是在这一背景下，为满足我国军事及空间领域的应用需求，开展辐射加固PD SOI VS1000 FPGA芯片的研究和设计工作。
本论文围绕辐射加固VS1000 FPGA芯片的研究和设计，实现了一种FPGA编程电路，该编程电路对编程点直接寻址，可以通过对最小配置单元的设置，实现以位为单位的配置，比业界Xilinx FPGA产品具有更为灵活的部分配置功能；实现了一种辐射加固的5管存储单元，该单元采用BTS结构和H型栅结构，通过稳定体区电位和使浮体中产生的辐射电荷能够更快的排出，从而显著降低了浮体效应所带来的影响，提高了存储单元的抗辐射性能，进而提高了整个FPGA芯片的抗辐射性能；实现了输入/输出模块(IO)，该IO具备输入/输出电平、输出摆率及数据通路等可配置性；实现了一种新型的边界扫描电路，该电路可以将测试时钟TCK映射到FPGA芯片内部作为测试逻辑的时钟，使标准的INTEST测试指令能实现时序逻辑的测试，此外，该电路可以实现长度可配置的边界扫描寄存器链，从而大大提高了边界扫描测试的有效频率。
本论文基于perl脚本语言，开发了一套自动化的仿真验证工具，对全芯片进行行为级、开关级、晶体管级、混合模式(晶体管级+行为级或者开关级)四种模式的仿真验证，在仿真时间与仿真精度上取得了很好的折中，解决了FPGA全芯片的仿真验证问题。
本论文采用中国电子科技集团58所0.5um PD SOI CMOS工艺，实现了一款5万门的辐射加固VS1000 FPGA。VS1000 FPGA包括392个可编程逻辑单元、112个用户IO以及与IEEE1149.1兼容的边界扫描逻辑。
本论文完成了VS1000 FPGA芯片的功能测试和参数测试，并进行了辐照试验。结果表明，VS1000 FPGA功能正确，且具备优良的抗辐射性能。