Detection and correction of single event effects in sram-based fpgas
Sram tabanlı FPGA'lerde tekil olay etkilerinin tespiti ve düzeltilmesi
- Tez No: 971234
- Danışmanlar: PROF. DR. BURCU ERKMEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hafıza kartı, Havacılık, Flash memory, Aviation
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
SRAM tabanlı FPGA'ler yeniden programlanabilirlikleri ve sertifikasyon sürecinde kanıtlanmış güvenilirlikleri sayesinde, özellikle havacılık endüstrisinde güvenlik açısından kritik sistemlerde tercih edilen çözüm haline gelmiştir. FPGA'ler yarı iletken cihaz olarak, atmosfer kaynaklı radyasyonun neden olduğu Tekil Olay Etkileri'nden (SEE) etkilenmektedir ve bu durum havacılık uygulamalarında ölümcül hatalara yol açabilmektedir. Havacılık otoriteleri, bu sorunu ele almak amacıyla aviyonik donanımlarda SEE azaltım yöntemlerinin uygulanmasını zorunlu kılmaktadır. Mevcut çözümler, SEE azaltımı konusunda hızlı bir performans sergilese de yüksek kaynak tüketimi ve dokümantasyonun yetersizliğine sahiptir. Bu yüzden daha düşük maliyetli, daha az kaynak tüketen ve havacılık otoritelerinin regülasyonlarıyla uyumlu yeni bir SEE azaltım metoduna ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez, SEE etkilerini azaltmaya yönelik önceden geliştirilmiş (yedek bitstream için multiboot, kısmi yeniden yapılandırma ve üçlü oylama mekanizması) birden fazla çözümün entegrasyonuna dayalı yeni bir SEED-R tasarımı sunmaktadır. Ek olarak, bu çalışma SEE enjeksiyonu için bir radyasyon test altyapısının geliştirilmesine de katkı sağlamaktadır. Tasarım, AMD Kintex-7 Ultrascale FPGA üzerinde Micron NOR Flash kullanılarak gerçekleştirilmiş ve SEE enjeksiyonları ile test edilmiştir. Sistemin SEE tespitine yanıt süresi 0,447 saniye olarak elde edilmiştir. Simülasyon ve deneysel testlerle gösterildiği üzere, SEED-R yöntemi, saniyeler içerisinde SEE tespiti, düşük kaynak tüketimi ve yüksek güvenilirliğe sahip bir RTL tasarımı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
SRAM-based FPGAs have become the preferred choice in safety-critical systems especially in the aerospace industry due to their reprogrammability and established reliability during the certification process. Nonetheless, FPGAs, as a semiconductor device, are still affected by Single Event Effects (SEE) within the atmospheric radiation, which can result in catastrophic failures in aviation applications. To address this issue, aviation authorities obligate implementing SEE mitigation techniques in the avionics hardware. Even though existing solutions demonstrate swift response, their high resource usage and lack of documentation highlight the need for a novel mitigation technique that requires low-cost, low-resource usage and compliance with aviation authorities. This thesis introduces a new SEED-R design based on the integration of various existing solutions for SEE mitigation, which are multiboot features for redundant bitstream, partial reconfiguration and triple voting mechanism. Moreover, this thesis contributes to the development of radiation test infrastructure for SEE injection. The design implemented on AMD Kintex-7 Ultrascale with Micron NOR Flash and tested with SEE injections. The SEE detection response of the system is 0,447. As demonstrated by both simulation and experimental test, SEED-R method provides resource-efficient and high reliable RTL design in a matter of seconds.
Benzer Tezler
- An eg-ldpc based 2-dimensional error correction code for mitigating multibit upsets of sram memories
Sram hafızalarda çoklu bit hatalarının giderilmesi için eg-ldpc bazlı iki boyutlu hata düzeltme kodu
AHMET TURAN EROZAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ENVER ÇAVUŞ
- Okunabilir kopyalama algoritmalı DSM sisteminin gerçeklenmesi
Başlık çevirisi yok
ÖZGÜR KORAY ŞAHİNGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TAKUHİ NADİA ERDOĞAN
- Sönümlemeli kanallarda kafes kodlamalı sistemler için birleşik serpiştirme tekniği
Combined interleaving technique for trellis coded systems in feding channels
ERSİN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT AYGÖLÜ
- Hataya bağışıklı mikroişlemci tasarımı
Fault tolerant microprocessor design
BUSE USTAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN
- 13 Mart 1992 Erzincan Depremi artsarsıntıları kaynak parametreleri
Başlık çevirisi yok
BÜLENT KAYPAK
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EYİDOĞAN