1. Analysis of Medium-Earth Orbit Radiation Effects in Digital Systems for Spacecraft
- Author
-
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions, Université Grenoble Alpes, Rey Micolau, Francesc, Possamai Bastos, Rodrigo, Gorchs Picas, Marti, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions, Université Grenoble Alpes, Rey Micolau, Francesc, Possamai Bastos, Rodrigo, and Gorchs Picas, Marti
- Abstract
Field-programmable gate array (FPGA) are very appealing for space-based applications thanks to their great flexibility, allowing reconfiguration during spaceflight. However, they are sensitive to space radiation, especially to single event upsets (SEU), which may provoke modifications to the circuit implemented in the FPGA. The COTS-2 experimental board was designed at the UGA/TIMA laboratory for assessing the use of a fault-tolerant technique in a FPGA operating in a real environment. The board was embedded in the DSX spacecraft, which followed a medium Earth orbit (MEO) from June 2019 to May 2021. This project presents the analysis and discussion of the first MEO spaceflight results of radiation effects in a FPGA protected with the classical triple modular redundancy (TMR) technique. Results show that the TMR has not been able to mitigate radiation-induced failures in multiple occasions throughout the mission., Las matrizes de puertas programables en campo (FPGA) son muy atractivas para aplicaciones espaciales gracias a su gran flexibilidad, permitiendo la reconfiguración durante el transcurso de la misión. Sin embargo, son sensibles a la radiación espacial, especialmente a los trastornos de un solo evento (SEU), que pueden provocar modificaciones al circuito implementado en la FPGA. La placa experimental COTS-2 fue diseñada en el laboratorio UGA/TIMA para evaluar el uso de una técnica tolerante a fallos en un FPGA operando en un entorno real. La placa fue incluida en la nave espacial DSX, que siguió una órbita terrestre media (MEO) desde junio 2019 hasta mayo 2021. Este proyecto presenta el análisis y discusión de los primeros resultados experimentales en MEO sobre los efectos de la radiación en una FPGA protegida con la conocida técnica de triple redundancia modular (TMR). Los resultados muestran que la TMR no ha sido capaz de mitigar errores causados por la radiación en múltiples ocasiones a lo largo de la misión., Les matrius de portes programables en camp (FPGA) són molt atractives per a aplicacions espacials gràcies a la seva gran flexibilitat, permetent la reconfiguració durant el transcurs de la missió. Tanmateix, són sensibles a la radiació espacial, especialment a les alteracions d’un sol esdeveniment (SEU), que poden provocar modificacions al circuit implementat en la FPGA. La placa experimental COTS-2 fou dissenyada al laboratori UGA/TIMA per a l’avaluació d’una tècnica tolerant a errors en una FPGA funcionant en un entorn real. La placa fou inclosa en la nau espacial DSX, seguint una òrbita terrestre mitjana (MEO) des del juny de 2019 fins al maig de 2021. Aquest projecte presenta l’anàlisi i discussió dels primers resultats experimentals a MEO sobre els efectes de radiació en una FPGA protegida amb la coneguda tècnica de redundància modular triple (TMR). Els resultats mostren que la TMR no ha estat capaç de mitigar errors causats per la radiació en múltiples ocasions al llarg de la missió.
- Published
- 2022