A fault injection platform based on dynamic partial reconfiguration
Conrado Pilotto · Lume (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) · 2012
O uso de FPGAs em projetos aeroespaciais tem se tornado uma prática freqüente, em parte pelo crescente avanço tecnológico que possibilita a indústria de semicondutores a integrar um número cada vez maior de funcionalidades em um único dispositivo, mas principalmente por sua capacidade de reprogramação. A possibilidade de efetuar reprogramação remota de dispositivos em órbita permite que o tempo das missões seja estendido através da atualização de módulos obsoletos. Contudo, FPGAs baseados em células de memória SRAM são extremamente sensíveis à falhas induzidas por partículas de radiação presentes no espaço. Várias técnicas foram desenvolvidas para atenuar o efeito destas partículas, mas para garantir o funcionamento correto do projeto, os engenheiros devem validar a robustez do circuito sob a presença de falhas. Uma das formas de validação é chamada de injeção de falhas. Plataformas de injeção de falhas desenvolvidas no passado têm inconvenientes relacionados a intrusividade, complexidade e custo. Este trabalho foca na definição de uma plataforma não intrusiva, de alta velocidade e baixo custo, que associa o alto desempenho da prototipação em hardware com a capacidade de reconfiguração dinâmica dos FPGAs da família Xilinx Virtex. A técnica de reconfiguração dinâmica parcial é usada para inverter o valor lógico das células de memória dos dispositivos FPGAS, a fim de reproduzir o mesmo efeito causado pela radiação. Resultados experimentais validam o trabalho proposto usando placas de desenvolvimento disponíveis no mercado.