由于现场可编程门阵列FPGA具有可多次重复编程的特点,它赋予了使用者很大的设计灵活性。同时随着FPGA容量的迅速提高和其内嵌的硬核处理器性能的不断提升,FPGA成为嵌入式系统设计和应用的良好的可编程逻辑平台。但是,常规的FPGA设计不能满足系统在苛刻环境下实现时的特殊要求,因此本文围绕苛刻环境下基于FPGA的可重构技术展开研究。系统工作的苛刻环境是指空间、矿井、深山等恶劣环境,由于这些环境中存在着高强度辐射、雷电干扰,同时人工预知和干预的能力弱,因此在这些环境中工作的系统对系统的体积和重量、不关机维护周期、无人值守能力有着较高的要求。可重构技术的本质是FPGA芯片的全部或部分逻辑资源在一定控制逻辑的驱动下,通过时分复用的方式,在同一逻辑资源上实现不同的功能。在分析了传统的三种可重构设计流程后,本文完成了一种改进的基于模块的动态局部可重构设计流程,并在此基础上,尝试使用芯片内嵌的硬核处理器PowerPC405来调度和管理芯片上其他逻辑资源的自重构过程。最后以一个动态局部自重构片上系统的设计实现进行了验证。在实现动态局部自重构系统的基础上,本文对可重构系统的容错性能进行了初步探讨。提出了通过动态模块的移动来实现将一个发生故障的模块在另一片空闲区域上重新加载,并对模块重定位时遇到的各个关键问题进行了进一步的研究,且给出了具体的解决方案。