Radiation error rate for applications implemented in SRAM-based FPGA: prediction versus measures

Taux d'erreurs dues aux radiations pour des applications implémentées dans des FPGAs à base de mémoire SRAM : prédictions versus mesures

G. Foucard (1)

1 TIMA - Techniques de l'Informatique et de la Microélectronique pour l'Architecture des systèmes intégrés

Reprogrammable parts such as SRAM-based FPGAs are appreciated for space and aeronautical applications. However, energetic particles present in natural environment can cause a mutation of the implemented application by creating errors in their configuration memory. The work achieved in this thesis focused on the study of an error rate prediction strategy for an application implemented in a SRAM-based FPGA. The relevance of this approach was achieved by comparing the predictions issued from fault injection campaigns with the measures obtained during radiation ground testing. A second aspect of the work concerned the development and the validation of an experiment devoted to be placed in orbit by NASA's LWS-SET scientific satellite in order to obtain data on the FPGA's behavior in real life environment.

Les composants reprogrammables de type FPGA à base de mémoire SRAM sont des candidats appréciés pour les applications aéronautiques et spatiales. Cependant les particules énergétiques présentes dans l'environnement naturel peuvent engendrer une mutation de l'application implémentée en créant des erreurs dans la mémoire de configuration. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont eu pour but principal l'étude d'une stratégie de prédiction du taux d'erreurs pour un système implémenté dans ce type de composant. La pertinence d'une telle approche a été évaluée par confrontation des prédictions des taux d'erreurs, issus de sessions d'injections matérielles/logicielles de fautes, avec les mesures obtenues lors de campagnes de test en accélérateur de particules. Le second objectif fut le développement d'une expérience embarquée, dans un satellite scientifique de la NASA, afin d'obtenir des informations sur le comportement du FPGA étudié et son application en environnement réel.

Mots clés: SPACE ENVIRONMENT; single effect events; SRAM-based FPGA; PARTICLE ACCELERATORS; laser beam; FAULT INJECTION

Mots clés: injection de fautes; événements singuliers; ENVIRONNEMENT SPATIAL; FPGA à base de SRAM; Accélérateur de particules; faisceau laser

Domaines: Micro et nanotechnologies/Microélectronique

G. Foucard. Taux d'erreurs dues aux radiations pour des applications implémentées dans des FPGAs à base de mémoire SRAM : prédictions versus mesures. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00518571⟩