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Protección de circuitos para aplicaciones espaciales contra los efectos de rayos cósmicos

机译:太空应用的电路保护免受宇宙射线的影响

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摘要

Los dispositivos implementados con tecnologías de última generación son cada vez más vulnerables a alteraciones en su comportamiento debido a la radiación cósmica. El objetivo de este trabajo es controlar esa posible vulnerabilidad. Esto sucede fundamentalmente en circuitos embarcados en aviones, satélites o cohetes. Nuestro trabajo consiste en adaptar una herramienta de inyección de errores que sólo funcionaba para tecnologías basadas en FPGA para que pueda ser usada sobre ASIC (Application-Specific Integrated Circuit). Esta herramienta llamada Nessy fue desarrollada por otros compañeros en esta facultad en proyectos de SSII durante los cursos académicos 2009/2010 y 2010/2011. Para ello se ha necesitado modificar la herramienta y los ficheros de tal forma que permita inyectar errores sobre FlipFlops y de esta forma lograr emular errores en ASIC. Una de las principales diferencias entre una FPGA y un ASIC es que la primera se puede reconfigurar e implementar nuevas funcionalidades, mientras que los ASIC, al no tener una memoria de configuración no permiten, una vez implementado, tener un uso distinto, es decir no permiten ser reconfigurado. Sólo permite resetear su circuito, con lo que los fallos no lo desconfiguran, sólo alteran su funcionamiento.udPor otro lado, se ha querido ampliar la herramienta para que también permita proteger automáticamente los circuitos. El método utilizado es la triplicación del circuito (situando cada uno de los tres elementos en regiones distintas para que en el caso de que una partícula colisione, no dañe dos elementos a la vez), por medio del cual obtenemos tres señales iguales. En el momento en el que un circuito es dañado y crea una salida errónea, el sistema la detecta y saca una de las salidas correctas para que el resto de componentes no sufran ese fallo.
机译:使用最新技术的设备由于宇宙辐射而变得越来越容易受到其行为变化的影响。这项工作的目的是控制此可能的漏洞。这主要发生在飞机,卫星或火箭上的电路上。我们的工作是改编仅适用于基于FPGA的技术的错误注入工具,以便可以在ASIC(专用集成电路)之上使用它。这个名为Nessy的工具是由该学院的其他同事在2009/2010和2010/2011学年期间开发的。为此,有必要以一种允许将错误注入FlipFlops并以此方式模拟ASIC中的错误的方式来修改工具和文件。 FPGA和ASIC之间的主要区别之一是第一个可以重新配置并实现新功能,而ASIC由于没有配置存储器,因此一旦实现就不允许具有不同的用途,即允许重新配置。 Ud另一方面,我们想扩展工具,使其也能自动保护电路。所使用的方法是电路的三倍化(将三个元素中的每个元素放置在不同的区域中,这样,在粒子碰撞的情况下,它不会同时损坏两个元素),通过该方法,我们可以获得三个相等的信号。一旦电路损坏并产生错误的输出,系统就会检测到该错误并输出正确的输出之一,以使其余组件不会遭受该故障。

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