Extended Reliability Analysis of Fault-Tolerant FPGA-based Robot Controller

Analýza spolehlivosti, TMR, FPGA, Odolnost proti poruchám, Řadič robota, Rekonfigurace.

Spolehlivost číslicových systémů je velmi důležitá zejména v případě elektronických systémů pracujících v prostředí se zvýšeným výskytem poruch. Letecké a vesmírné aplikace mohou posloužit jako příklad. Jednou z technik pro omezení vlivu poruch je technika zvaná odolnost proti poruchám. V tomto článku se zabýváme vyhodnocováním a testováním míry odolnosti proti poruchám u elektro-mechanických systémů založených na FPGA.  V našem případě je použit robot pro hledání cesty v bludišti jako experimentální systém. Je zde představena kombinace experimentálního vyhodnocení míry spolehlivosti doplněná teoretickým výpočtem.  V tomto článku je teoretický výpočet porovnán s experimentálními výsledky pro různé strategie injekce poruch. Experimenty jsou prováděny na řídicí jednotce robota popsané ve VHDL a také na řídicí jednotce robota realizované pomocí procesoru, a to jak bez zabezpečení a následně s využitím ztrojení celé řídicí jednotky. Tento přístup slouží jako nástroj pro rychlé vyhodnocení odolnosti proti poruchám v průběhu vývoje systémů odolných proti poruchám.