Metodologia para detecção e correção de erros causados por radiação em computador de bordo de um CubeSat

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: PESTANA, Edeilson Pereira
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA
Texto Completo: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/3630
Resumo: The field of nanosatellites is constantly evolving and the demand for electronic components with levels of reliability adequate to the hostility of the space environment is growing. This generates an increasing need for systems capable of detecting and correcting errors induced by the effects of radiation on satellite memory elements. In this work, a method for detecting and correcting errors caused by radiation in a CubeSat onboard computer is proposed. The developed method uses the Hamming code algorithm together with the parity bit method, implemented in FPGA, to carry out the detection and correction of errors caused by events in the RAM memory of a microcontroller. The presented Scheme has the capacity to identify and correct errors of type SEU and detection of events of type DEU. The algorithm was simulated in software and at the end of the work a prototype of an on-board computer was developed where bench tests were performed. The developed method was compared to the classical Hamming code method to validate the results and gains.
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Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeroespacial/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2022.https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/3630The field of nanosatellites is constantly evolving and the demand for electronic components with levels of reliability adequate to the hostility of the space environment is growing. This generates an increasing need for systems capable of detecting and correcting errors induced by the effects of radiation on satellite memory elements. In this work, a method for detecting and correcting errors caused by radiation in a CubeSat onboard computer is proposed. The developed method uses the Hamming code algorithm together with the parity bit method, implemented in FPGA, to carry out the detection and correction of errors caused by events in the RAM memory of a microcontroller. The presented Scheme has the capacity to identify and correct errors of type SEU and detection of events of type DEU. The algorithm was simulated in software and at the end of the work a prototype of an on-board computer was developed where bench tests were performed. The developed method was compared to the classical Hamming code method to validate the results and gains.O campo dos nanossatélites está em constante evolução e é crescente a demanda por componentes eletrônicos com níveis de confiabilidade adequados a hostilidade do ambiente espacial. Isso gera uma necessidade cada vez maior por sistemas capazes de detectar e corrigir erros induzidos pelos efeitos da radiação em elementos de memória dos satélites. Neste trabalho, é proposto um método para detecção e correção de erros causados por radiação em computador de bordo de um CubSat. O método desenvolvido utiliza o algoritmo do código de Hamming em conjunto com o método do bit de paridade, implementado em FPGA (Field Programmable Gate Array), para realizar a detecção e correção de erros causados por eventos em memória RAM (Random Access Memorý) de um microcontrolador. O Esquema apresentado possui capacidade para identificar e corrigir erros do tipo SEU (Single Event Upset) e detecção de eventos do tipo DEU (Double Event Upset). O algoritmo foi simulado em software e ao final do trabalho foi desenvolvido um protótipo de um computador de bordo onde testes de bancada foram realizados. O método desenvolvido foi comparado ao método do código de Hamming clássico para validação dos resultados e ganhos.Submitted by Jonathan Sousa de Almeida (jonathan.sousa@ufma.br) on 2022-06-06T16:04:15Z No. of bitstreams: 1 EDEILSONPEREIRAPESTANA.pdf: 1615067 bytes, checksum: ebd39ba25602dae963bc11ba4d447b90 (MD5)Made available in DSpace on 2022-06-06T16:04:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EDEILSONPEREIRAPESTANA.pdf: 1615067 bytes, checksum: ebd39ba25602dae963bc11ba4d447b90 (MD5) Previous issue date: 2022-02-25application/pdfporUniversidade Federal do MaranhãoPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AEROESPACIAL/CCETUFMABrasilDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCETCubeSat;Código de Hamming;FPGA.CubeSat; Hamming code; FPGAHamming code;FPGA.Engenharia AeroespacialSistemas AeroespaciaisMetodologia para detecção e correção de erros causados por radiação em computador de bordo de um CubeSatMethodology for detecting and correcting errors caused by radiation in a CubeSat on-board computerinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMAinstname:Universidade Federal do Maranhão (UFMA)instacron:UFMAORIGINALEDEILSONPEREIRAPESTANA.pdfEDEILSONPEREIRAPESTANA.pdfapplication/pdf1615067http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/3630/2/EDEILSONPEREIRAPESTANA.pdfebd39ba25602dae963bc11ba4d447b90MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82255http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/3630/1/license.txt97eeade1fce43278e63fe063657f8083MD51tede/36302023-05-16 14:01:09.746oai:tede2:tede/3630IExJQ0VOw4dBIERFIERJU1RSSUJVScOHw4NPIE7Dg08tRVhDTFVTSVZBCgpDb20gYSBhcHJlc2VudGHDp8OjbyBkZXN0YSBsaWNlbsOnYSxvIGF1dG9yIChlcykgb3UgbyB0aXR1bGFyIGRvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvciBjb25jZWRlIMOgIFVuaXZlcnNpZGFkZSBGZWRlcmFsIGRvIE1hcmFuaMOjbyAoVUZNQSkgbyBkaXJlaXRvIG7Do28tZXhjbHVzaXZvIGRlIHJlcHJvZHV6aXIsIHRyYWR1emlyIChjb25mb3JtZSBkZWZpbmlkbyBhYmFpeG8pLCBlL291IGRpc3RyaWJ1aXIgYSBzdWEgdGVzZSBvdSBkaXNzZXJ0YcOnw6NvIChpbmNsdWluZG8gbyByZXN1bW8pIHBvciB0b2RvIG8gbXVuZG8gbm8gZm9ybWF0byBpbXByZXNzbyBlIGVsZXRyw7RuaWNvIGUgZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpbywgaW5jbHVpbmRvIG9zIGZvcm1hdG9zIMOhdWRpbyBvdSB2w61kZW8uCgpWb2PDqiBjb25jb3JkYSBxdWUgYSBVRk1BIHBvZGUsIHNlbSBhbHRlcmFyIG8gY29udGXDumRvLCB0cmFuc3BvciBhIHN1YSB0ZXNlIG91IGRpc3NlcnRhw6fDo28gcGFyYSBxdWFscXVlciBtZWlvIG91IGZvcm1hdG8gcGFyYSBmaW5zIGRlIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiB0YW1iw6ltIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBhIFVGTUEgcG9kZSBtYW50ZXIgbWFpcyBkZSB1bWEgY8OzcGlhIGRlIHN1YSB0ZXNlIG91IGRpc3NlcnRhw6fDo28gcGFyYSBmaW5zIGRlIHNlZ3VyYW7Dp2EsIGJhY2stdXAgZSBwcmVzZXJ2YcOnw6NvLgoKVm9jw6ogZGVjbGFyYSBxdWUgYSBzdWEgdGVzZSBvdSBkaXNzZXJ0YcOnw6NvIMOpIG9yaWdpbmFsIGUgcXVlIHZvY8OqIHRlbSBvIHBvZGVyIGRlIGNvbmNlZGVyIG9zIGRpcmVpdG9zIGNvbnRpZG9zIG5lc3RhIGxpY2Vuw6dhLiBWb2PDqiB0YW1iw6ltIGRlY2xhcmEgcXVlIG8gZGVww7NzaXRvIGRhIHN1YSB0ZXNlIG91IGRpc3NlcnRhw6fDo28gbsOjbywgcXVlIHNlamEgZGUgc2V1IGNvbmhlY2ltZW50bywgaW5mcmluZ2UgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgZGUgbmluZ3XDqW0uCgpDYXNvIGEgc3VhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyBjb250ZW5oYSBtYXRlcmlhbCBxdWUgdm9jw6ogbsOjbyBwb3NzdWkgYSB0aXR1bGFyaWRhZGUgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCB2b2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBvYnRldmUgYSBwZXJtaXNzw6NvIGlycmVzdHJpdGEgZG8gZGV0ZW50b3IgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIHBhcmEgY29uY2VkZXIgw6AgVUZNQSBvcyBkaXJlaXRvcyBhcHJlc2VudGFkb3MgbmVzdGEgbGljZW7Dp2EsIGUgcXVlIGVzc2UgbWF0ZXJpYWwgZGUgcHJvcHJpZWRhZGUgZGUgdGVyY2Vpcm9zIGVzdMOhIGNsYXJhbWVudGUgaWRlbnRpZmljYWRvIGUgcmVjb25oZWNpZG8gbm8gdGV4dG8gb3Ugbm8gY29udGXDumRvIGRhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyBvcmEgZGVwb3NpdGFkYS4KCkNBU08gQSBURVNFIE9VIERJU1NFUlRBw4fDg08gT1JBIERFUE9TSVRBREEgVEVOSEEgU0lETyBSRVNVTFRBRE8gREUgVU0gUEFUUk9Dw41OSU8gT1UgQVBPSU8gREUgVU1BIEFHw4pOQ0lBIERFIEZPTUVOVE8gT1UgT1VUUk8gT1JHQU5JU01PIFFVRSBOw4NPIFNFSkEgQSBVRk1BLCBWT0PDiiBERUNMQVJBIFFVRSBSRVNQRUlUT1UgVE9ET1MgRSBRVUFJU1FVRVIgRElSRUlUT1MgREUgUkVWSVPDg08gQ09NTyBUQU1Cw4lNIEFTIERFTUFJUyBPQlJJR0HDh8OVRVMgRVhJR0lEQVMgUE9SIENPTlRSQVRPIE9VIEFDT1JETy4KCkEgVUZNQSBzZSBjb21wcm9tZXRlIGEgaWRlbnRpZmljYXIgY2xhcmFtZW50ZSBvIHNldSBub21lIG91IG8ocykgbm9tZShzKSBkbyhzKSBkZXRlbnRvcihlcykgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIGRhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbywgZSBuw6NvIGZhcsOhIHF1YWxxdWVyIGFsdGVyYcOnw6NvLCBhbMOpbSBkYXF1ZWxhcyBjb25jZWRpZGFzIHBvciBlc3RhIGxpY2Vuw6dhLgoKRGVjbGFyYSB0YW1iw6ltIHF1ZSB0b2RhcyBhcyBhZmlsaWHDp8O1ZXMgY29ycG9yYXRpdmFzIG91IGluc3RpdHVjaW9uYWlzIGUgdG9kYXMgYXMgZm9udGVzIGRlIGFwb2lvIGZpbmFuY2Vpcm8gYW8gdHJhYmFsaG8gZXN0w6NvIGRldmlkYW1lbnRlIGNpdGFkYXMgb3UgbWVuY2lvbmFkYXMgZSBjZXJ0aWZpY2EgcXVlIG7Do28gaMOhIG5lbmh1bSBpbnRlcmVzc2UgY29tZXJjaWFsIG91IGFzc29jaWF0aXZvIHF1ZSByZXByZXNlbnRlIGNvbmZsaXRvIGRlIGludGVyZXNzZSBlbSBjb25leMOjbyBjb20gbyB0cmFiYWxobyBzdWJtZXRpZG8uCgoKCgoKCgo=Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tedebc.ufma.br/jspui/PUBhttp://tedebc.ufma.br:8080/oai/requestrepositorio@ufma.br||repositorio@ufma.bropendoar:21312023-05-16T17:01:09Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA - Universidade Federal do Maranhão (UFMA)false
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