A fault injection platform for FPGA-based communication systems - Leipnitz, Marcos Tomazzoli (2015)
A resiliência de sistemas de comunicação com relação à soft errors é uma grande preocupação em muitos cenários, como quando se exige alta dependabilidade ou quando operam em ambientes com alta incidência de radiação. Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) são plataformas de sucesso para a implementação de sistemas de comunicação, uma vez que proporcionam as vantagens da reconfigurabilidade associada a uma alta taxa de processamento de fluxos de dados e reduzidos custos de desenvolvimento. Quando usados em ambientes com alta incidência de radiação, no entanto, FPGAs apresentam um conjunto distinto de desafios que exigem avaliação especializada. As memórias de configuração de dispositivos baseados em SRAM são especialmente suscetíveis a falhas induzidas por radiação, exigindo a avaliação da resiliência do projeto a tais fenômenos. Assim, este trabalho propõe uma plataforma de injeção de falhas que tem como alvo específico os sistemas de comunicação baseados em FPGA, a fim de simular e avaliar os efeitos de falhas de configuração sobre a funcionalidade desses sistemas, bem como o seu impacto sobre as métricas de qualidade de comunicação. A plataforma opera parcialmente no dispositivo e parcialmente em um computador hospedeiro, visando compatibilizar flexibilidade e alto desempenho. Um decodificador Reed-Solomon é utilizado como estudo de caso para validar a plataforma, mostrando a sua capacidade para medir métricas que são relevantes para sistemas de comunicação.