由于现场可编程门阵列FPGA具有可多次编程、结构灵活和可靠性高的特点,被应用于大型数字系统中。一旦这些数字系统发生了故障,必将造成人员和财产的巨大损失,因此该系统需要具有高的可靠性。实际应用发现,实现容错的常规方法已经不能满足实际的要求,亟待一种新的容错方法进一步满足实际需求。因此,本文针对有限资源FPGA芯片进行研究,克服了高品质芯片使用久了也会出错或增加系统备份和冗余会使系统的体积、重量和成本急剧增加的缺陷,探究出一种新的基于FPGA的故障检测方法。通过分析高可靠性系统的应用背景和意义,在深入剖析FPGA芯片体系结构的基础上,针对FPGA互联资源的故障覆盖率不高和故障定位不精确的缺陷进行研究,提出了一种有效提高故障覆盖率和故障定位精确度的方法。该方法根据FPGA可多次编程的特点,增加编程模型,可将互联资源的单故障定位到具体开关或一对线段,并可覆盖互联资源的全部单故障。本文在分析典型的FPGA故障检测方法的基础上,完成了基于配置数据的故障检测方法的模块设计,成功设计了三个功能模块,并完成仿真验证。最后,探究了基于配置数据的故障检测方法的关键问题。