Análise do uso de redundância em circuitos gerados por síntese de alto nível para FPGA programado por SRAM sob falhas transientes

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Santos, André Flores dos
• Orientador(a): Kastensmidt, Fernanda Gusmão de Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Microeletrônica; FPGA
• Palavras-chave em Inglês: Field-Programable Gate Arrays (FPGAs); Triple Modular Redundance (TMR); Single Event Upset (SEU); Single Event Effects (SEEs); System-on-Chips (SoCs)
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/178392

Este trabalho consiste no estudo e análise da suscetibilidade a efeitos da radiação em projetos de circuitos gerados por ferramenta de Síntese de Alto Nível para FPGAs (Field Programmable Gate Array), ou seja, circuitos programáveis e sistemas em chip, do inglês System-on-Chip (SOC). Através de um injetor de falhas por emulação usando o ICAP (Internal Configuration Access Port) localizado dentro do FPGA é possível injetar falhas simples ou acumuladas do tipo SEU (Single Event Upset), definidas como perturbações que podem afetar o funcionamento correto do dispositivo através da inversão de um bit por uma partícula carregada. SEU está dentro da classificação de SEEs (Single Event Effects), efeitos transitórios em tradução livre, podem ocorrer devido a penetração de partículas de alta energia do espaço e do sol (raios cósmicos e solares) na atmosfera da Terra que colidem com átomos de nitrogênio e oxigênio resultando na produção de partículas carregadas, na grande maioria nêutrons. Dentro deste contexto além de analisar a suscetibilidade de projetos gerados por ferramenta de Síntese de Alto Nível, torna-se relevante o estudo de técnicas de redundância como TMR (Triple Modular Redundance) para detecção, correção de erros e comparação com projetos desprotegidos verificando a confiabilidade. Os resultados mostram que no modo de injeção de falhas simples os projetos com redundância TMR demonstram ser efetivos. Na injeção de falhas acumuladas o projeto com múltiplos canais apresentou melhor confiabilidade do que o projeto desprotegido e com redundância de canal simples, tolerando um maior número de falhas antes de ter seu funcionamento comprometido.