Application of convolutional codes for the protection of FPGA against single failures caused by outer space radiation effects

Abstract

А. А. Никитин инженер-электроник;Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва, г. Королёв; nikandrew.rus@yandex.ru Ю. Н. Жигулёвцев кандидат технических наук, доцент; Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет); specon@bmstu.ru Рассматривается вопрос повышения стойкости системы, состоящей из нескольких программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), к радиационному воздействию космического пространства. Рассматриваются только некатастрофические сбои, свойственные радиационно стойким ПЛИС типа Antifuse. В качестве решения предложен алгоритм свёрточного кодирования, кодер которого усовершенствован заменой сдвигового регистра на циклически перезаписываемый регистр. Для декодирования используется алгоритм Витерби. Рассматриваемый алгоритм позволяет исправлять ошибки не только в канале с помехами, но и ошибки внутри кодера и декодера, возникающие в результате попадания тяжёлых заряженных частиц. Результаты покрывающих тестов реализации математической модели алгоритма доказали 100%-ю вероятность исправления одиночных ошибок во всех блоках. Свёрточные коды; алгоритм Витерби; единичный радиационный сбой; циклически записываемый регистр; ПЛИС; локальный протокол.Цитирование: Никитин А.А., Жигулёвцев Ю.Н. Применение свёрточных кодов для защиты программируемых логических интегральных схем от единичных отказов, вызванных радиационным воздействием космического пространства // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение.