Desenvolvimento de um sistema de emulação de Single Event Upsets em dispositivos COTS baseado na metodologia Code Emulating Upsets

• Autor(a) principal: Fernando Esquirio Torres
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9CYJ2G
• topic: Métodos de validação de microcontroladores COTS; Taxa de soft error; Metodologia de código para emulação de upsets; Single event upset; Falhas transientes; Microcontroladores; Engenharia elétrica

Esse trabalho consiste no desenvolvimento de um método e uma ferramenta, que possibilita a emulação do comportamento de falhas do tipo Single Event Upset em aplicações gravadas em microcontroladores COTS, destinados a funcionar em satélites científicos projetados para operar em baixa órbita terrestre. O método apresentado nesse trabalho tem como finalidade validar sistemas de computação desenvolvidos com técnicas de tolerância a falhas, os quais foram construídos a partir desses dispositivos. A ferramenta desenvolvida nesse trabalho, denominada PORTHES, baseia-se na reprodução da metodologia conhecida como Code Emulating Upsets, que permite emular o comportamento de falhas, por meio de um trecho de código inserido em uma Rotina de Tratamento de Interrupção dentro do firmware da aplicação gravada no microcontrolador, que proporciona simular upsets no conjunto dispositivo-aplicação testado, reproduzindo os efeitos da radiação ionizante em um ambiente espacial de baixa órbita terrestre. O sistema PORTHES foi desenvolvido para ser uma ferramenta portátil e foi construído com equipamentos de baixo custo. Além disso, o sistema não requer a construção de uma placa de hardware específica para validar um microcontrolador a SEUs. O sistema é controlado por uma interface gráfica, executando em um computador, permitindo o controle do processo experimental, a geração de falhas, a emulação do comportamento de falhas e a análise dos dados coletados. O PORTHES serve para investigar o comportamento de aplicações gravadas em microcontroladores COTS na presença de falhas e, também, para ser empregado na validação de sistemas desenvolvidos com esses dispositivos e técnicas de tolerância a falhas, sem a necessidade de submeter o conjunto a um processo de exposição à radiação ionizante. As sessões de experimentais indicaram que o sistema PORTHES pode ser utilizado como uma ferramenta para a emulação de falhas do tipo Single Event Upset em aplicações gravadas em microcontroladores COTS, sendo capaz de realizar ensaios como se o dispositivo-aplicação estivesse exposto à radiação ionizante do ambiente espacial de baixa órbita terrestre.