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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9CYJ2G| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Desenvolvimento de um sistema de emulação de Single Event Upsets em dispositivos COTS baseado na metodologia Code Emulating Upsets |
| Authors: | Fernando Esquirio Torres |
| First Advisor: | Ricardo de Oliveira Duarte |
| First Referee: | Frank Sill Torres |
| Second Referee: | Julio Cezar David de Melo |
| Abstract: | 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. |
| Abstract: | This work presents a method and a tool that enable the emulation of the behavior of Single Event Upset faults in applications running on microcontrollers COTS installed in scientific satellites, which are designed to operate in low Earths orbit. The method presented in this work aims to validate computational systems developed with techniques for fault tolerance, which are built from these devices. The tool developed in this work, called PORTHES, is based on a fault emulating methodology known as Code Emulating Upsets, that allows to emulate the behavior of faults through a piece of code inserted as an Interrupt Service Routine into the firmware of the application running in the microcontroller, which allows the simulation of upsets in the device-application under test, reproducing the effects of ionizing radiation of low Earth orbit in space environment. The PORTHES system was developed to be a portable tool, and was constructed with low cost equipment. Moreover, the system doesnt need to build a hardware-specific board to validate microcontrollers to SEUs. The system is controlled by a graphical user interface that is running on a computer. The graphical user interface allows to configure the variables and to control the actions used in the experimental process, the fault generation, the emulation of faults behavior and the data analysis. The PORTHES is used to investigate the operation of applications running on COTS microcontrollers in the presence of faults and also it is useful to be employed to validate systems developed with these devices and fault tolerance techniques, without need to submit the system to a process of ionizing radiation exposure. The experimental sessions indicated that the system PORTHES can be used as a tool for emulation of Single Event Upsets faults in applications running on microcontrollers COTS and the system may be able to execute tests as if the device-application was exposed to ionizing radiation of low Earth orbit in space environment. |
| Subject: | Microcontroladores Engenharia elétrica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9CYJ2G |
| Issue Date: | 28-Feb-2013 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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