+ - دوره ۸ ‏(۱۳۹۶)
بهبود قابلیت تشخیص خطاهای مجاور ناشی ازتشعشعات در FPGA های مورد استفاده در محیط های خشن
عنوان (انگلیسی): Improved Adjacent Error Detection of FPGAs in Harsh Environments
نشریه: فصلنامه صنایع الکترونیک
شماره: فصلنامه صنایع الکترونیک (دوره: ۸، شماره: ۱ (بهار ۹۶))
نویسنده: احمد رحمانفر ، یاسر بالغی ، محمدرضا ذهابی
کلیدواژه‌ها : کد همینگ. ، جعبه سویچ ، SRAM ، FPGA های مبتنی بر SEU ، ماژول سویچ
کلیدواژه‌ها (انگلیسی): Hamming Code , SEU , Switch box , Switch module , SRAM-based FPGAs
چکیده:

استفاده از FPGA های مبتنی بر SRAM در کاربردهای محیط‌های خشن مانند عملیات صنعتی،‏ نظامی و یا اکتشاف دور به دلیل قابلیت باز پیکربندی در این قطعات بسیار مورد توجه بوده است. FPGA های مبتنی بر SRAM فوق العاده به تشعشعات حساس هستند و نرخ (SEU (Single Event Upset در آنها بسیار زیاد است. کد همینگ برای مقابله با SEU در بیت های پیکره بندی ماژول سویچ FPGA های مبتنی بر SRAM استفاده شده است. این کد قابلیت تصحیح خطاهای تک بیتی را دارد،‏ اما با پیشرفت تکنولوژی قطعات نیمه هادی و افزایش چگالی حافظه ها،‏ یک ذره پر انرژی از تشعشعات فضایی می تواند چند بیت حافظه را به صورت هم زمان دچارSEU گرداند که در اکثر موارد این بیت ها مجاور هستند. در این مقاله دو جایابی بیت جدید برای بیت های پیکره بندی ماژول سویچ ارائه شده است که موجب افزایش قابلیت تشخیص خطاهای مجاور دوتائی از11‎/11% به 66 /66% ( در مقاوم سازی با کد همینگ در سطح جعبه سویچ ) و از 75‎/3% به 75% (در مقاوم سازی با کد همینگ در سطح ماژول سویچ) می شوند. همچنین یک روش دیگر مبتنی بر الگوریتم ژنتیک ارائه شده است که اعمال آن (در مقاوم سازی با کد همینگ در سطح جعبه سویچ) موجب تشخیص 88‎/88% خطاهای مجاور دوتائی می شود. هر دو روش اعمال شده (جایابی بیت انتخابی و روش ارائه شده مبتنی بر الگوریتم ژنتیک) هیچگونه افزونگی را تحمیل نمی کنند.

چکیده (انگلیسی):

Application of SRAM-based FPGAs in harsh environments like industrial, military and space locations has attracted many engineers due to their reconfiguribility. However, they are vulnerable to SEU (Single Effect Upset) effects in the mentioned conditions. Hamming code is used in the switch modules of SRAM-based FPGAs for SEU mitigation. The method is capable of correcting single bit errors, however; in recent high density SRAMs, a high energy particle can affect multi-bits that are usually adjacent cells. In this paper two new selective bit placements are proposed for switch level that has led to improved adjacent error detection from 11.11% to 66.66% in the switch box and an increase of detection rate from 3.75% to 75% in switch modules. In addition, another optimized utilization of shortened Hamming code is proposed based on Genetic Algorithm that results in 88.88% detection rate of adjacent bit error in switch box level. The proposed methods do not burden any extra redundancy.

فایل مقاله : [دریافت (770.2 kB)] ‏266 دریافت تاكنون
صاحب امتیاز:
صنایع الکترونیک ایران
مدیر مسئول:
- - -
سردبیر:
آقای دکتر محمد کاظم مروج فرشی
مدیر داخلی:
علی طیبی