Extensões para design de hardware digital em aplicações aeroespaciais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fernandes, Marta Patrícia Teixeira
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/25727
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Comunicações
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spelling Extensões para design de hardware digital em aplicações aeroespaciais681.3:528528:681.3Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de ComunicaçõesA comunicação é considerada por especialistas como uma necessidade básica para a sobrevivência dos seres humanos. Com os constantes avanços tecnológicos e conectividade eletrónica universal sente-se cada vez mais a necessidade e a importância do sigilo para a realização de operações de envio e receção de informação em aplicações, de forma a garantir segurança e fiabilidade da informação. Isto leva a uma maior consciência da necessidade de proteger dados e recursos de divulgação, para garantir a autenticidade da informação, e para proteger os sistemas de ataques na rede. Atualmente, dispositivos programáveis do tipo FPGA (Field Programmable Gate Array) são a principal opção para a implementação física de sistemas eletrónicos integrados, como tal diversas técnicas de tolerância a falhas têm sido propostas para a aplicação em FPGAs, por forma a tornar os sistemas confiáveis e com um alto desempenho, mesmo na ocorrência de falhas. O uso de HDLs (Hardware Description Language) para conceber implementações em FPGAs de elevada densidade é vantajoso, uma vez que as HDLs podem ser usadas para criar projetos grandes e complexos onde seja necessário que vários projetistas trabalhem em equipa, é possível que cada um possa trabalhar de forma independente em partes separadas de código. A base deste trabalho consiste no estudo de diferentes HDLs, e identificar os pontos onde o nível de abstração pode ser aumentando. Identificando possíveis constructs que permitirão um desenvolvimento mais rápido e uma mais fácil compreensão por terceiros, surgindo uma futura extensão do SystemVerilog. Nesta dissertação são implementadas novas metodologias para extensão da linguagem SystemVerilog tendo em conta o insuficiente nível de abstração na implementação de sistemas que requerem propriedades que implicam codificação minuciosa, como é o caso de sistemas com tolerância a falhas. É realizadoum case studyutilizando HDLs,que consiste na implementação, em hardware, de um algoritmo de encriptação eficiente para aplicações aeroespaciais com tolerância a falhas. A implementação, das técnicas de tolerância a falhas para aplicações aeroespaciais é essencial, devido a taxa de falhas por radiações cósmicas e ruido eletromagnéticoseja elevada no espaço quando comparada ao nível do mar, o que torna a análise das melhores técnicas de tolerância a falhas de suma importância. Uma vez que não existe nenhuma técnica capaz de garantir que um sistema seja totalmente imune a falhas, torna-se necessário a análise de qual das técnicas aplicadas amenizará a vulnerabilidade com menores custos a nível de implementação e desempenho.Communication is considered by specialists as a basic need for the survival of human beings. With the constant advances in technology and universal electronic connectivity is perceived the growing need and importance of secrecy to conduct transmission and reception operations of information in applications, to ensure safety and reliability of information. This leads to a greater awareness of the need to protect data and resources from disclosure, to guarantee the authenticity of information, and to protect systems from network attacks. Nowadays, devices like programmable FPGA (Field Programmable Gate Array) are the main option for the physical implementation of integrated electronic systems, such as different fault tolerance techniques have been proposed for implementation on FPGAs, in order to make systems reliable and with high performance even in the occurrence of failures. The use of HDLs to design high density FPGAs implementations is advantageous since the HDLs can be used to create large and complex designs where it is necessary that several designers workas a team, it is possible that each can work independently on separate parts of code. The basis of this work consists on the study of different HDLs, and identifies the points where the level of abstraction can be increased. Identifying possible constructs that enable faster development and more easily understood by others, creating a future extensionofSystemVerilog. In this dissertation are implemented new methodologies for extension of SystemVerilog taking into consideration the insufficient level of abstraction in implementing systems that require properties which implymeticulous coding, as systems with fault tolerance. It is performed a case study using HDLs, which consists in the implementation in hardware of an efficient encryption algorithm for aerospace fault tolerant applications. The implementation techniques of fault tolerance are critical for aerospace applications, because the failure rate for cosmic radiation and electromagnetic noise is high in space when compared to sea level, which makes analysis of the best techniques for fault tolerance of great importance. Since there is not any technique which guarantees a system fully fault tolerant, it is necessary to analyze which the applied techniques will ease the vulnerability level with the lower costs implementation and performance.Cardoso, Paulo Francisco da SilvaUniversidade do MinhoFernandes, Marta Patrícia Teixeira20122012-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/25727porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:32:54Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/25727Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:28:19.240396Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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