@MastersThesis{Machado:2014:EsPrGa,
author = "Machado, S{\'e}rgio Roberto Ferreira",
title = "Estudo de um processo de garantia da confiabilidade de sistemas
eletr{\^o}nicos embarcados a single event upsets causados por
part{\'{\i}}culas ionizantes",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2014",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2014-05-14",
keywords = "efeitos de radia{\c{c}}{\~o}es ionizantes, SEU - Single Event
Upset, sistemas tolerantes {\`a} falha, Engenharia de Sistemas,
Ionizing radiations effects, SEU - Single Event Upset, fault
tolerant systems, Systems Engineering.",
abstract = "Os sistemas aeroespaciais est{\~a}o se tornando cada vez mais
complexos e/ou altamente integrados, conforme definido pela ARP
4754A, fazendo uso extensivo de microeletr{\^o}nica e
mem{\'o}rias digitais que, por sua vez, operam em
freq{\"u}{\^e}ncias cada vez mais altas e tens{\~o}es cada vez
menores. Al{\'e}m disso, as aeronaves est{\~a}o voando a
altitudes cada vez maiores e em rotas polares com
freq{\"u}{\^e}ncias cada vez maiores. Tais fatores aumentam a
probabilidade de ocorr{\^e}ncia de efeitos prejudiciais causados
por part{\'{\i}}culas e radia{\c{c}}{\~o}es ionizantes gerando
efeitos do tipo \emph{Single Event Upsets} - SEUs sobre os seus
sistemas eletr{\^o}nicos embarcados. Estes devem ser projetados
de forma a serem robustos aos SEUs baseando-se em crit{\'e}rios
como confiabilidade, disponibilidade e criticalidade. A presente
disserta{\c{c}}{\~a}o apresenta uma proposta de
recomenda{\c{c}}{\~o}es para garantia da robustez de sistemas
eletr{\^o}nicos embarcados aeroespaciais a SEUs causados por
part{\'{\i}}culas e radia{\c{c}}{\~o}es ionizantes. A proposta
visa auxiliar o setor aeroespacial (especialmente, o INPE e a
ANAC) na captura e estrutura{\c{c}}{\~a}o das principais
considera{\c{c}}{\~o}es para o desenvolvimento e
especifica{\c{c}}{\~a}o de sistemas aeroespaciais robustos a
falhas causadas pelo ambiente de part{\'{\i}}culas e
radia{\c{c}}{\~o}es ionizantes. Para isto, o trabalho: 1) faz
uma revis{\~a}o bibliogr{\'a}fica dos principais conceitos
envolvidos no problema da ocorr{\^e}ncia de SEUs em sistemas
eletr{\^o}nicos embarcados aeroespaciais; 2) estuda os aspectos
ligados {\`a} garantia de robustez {\`a} SEUs causados por
radia{\c{c}}{\~o}es ionizantes em sistemas aeroespaciais; 3)
estuda algumas das normas e recomenda{\c{c}}{\~o}es mais
utilizadas pela ind{\'u}stria espacial (normas da ESA e NASA) e
aeron{\'a}utica (normas da SAE, RTCA, etc.) ligadas aos processo
de garantia de robustez {\`a} part{\'{\i}}culas e
radia{\c{c}}{\~o}es ionizantes; 4) discute as normas ESA, NASA,
SAE, IEC, RTCA, etc. e recomenda{\c{c}}{\~o}es para garantia de
robustez a SEU em sistemas eletr{\^o}nicos embarcados
aeroespaciais; 5) prop{\~o}e recomenda{\c{c}}{\~o}es para
garantia de robustez de sistemas eletr{\^o}nicos embarcados a
SEUs causados por part{\'{\i}}culas e radia{\c{c}}{\~o}es
ionizantes (a grande experi{\^e}ncia do setor espacial em lidar
com o fen{\^o}meno SEU contribuiu para a defini{\c{c}}{\~a}o de
recomenda{\c{c}}{\~o}es para sistemas aeron{\'a}uticos); 6)
aplica estas recomenda{\c{c}}{\~o}es a casos de estudo da
literatura. Os resultados destas aplica{\c{c}}{\~o}es sugerem
que as recomenda{\c{c}}{\~o}es propostas s{\~a}o adequadas para
a utiliza{\c{c}}{\~a}o no setor aeroespacial (especialmente no
INPE e na ANAC). O detalhamento de um processo de garantia de
robustez a SEUs e a extens{\~a}o das recomenda{\c{c}}{\~o}es
para garantia de robustez a outros efeitos de part{\'{\i}}culas
e radia{\c{c}}{\~o}es ionizantes s{\~a}o sugest{\~o}es para
trabalhos futuros. ABSTRACT: The aerospace electronic systems are
getting more complex and/or highly integrated, as defined by ARP
4754A, making extensive use of microelectronics and digital
memories which, in turn, operate in higher frequencies and lower
voltages. In addition, the aircraft are flying in higher
altitudes, and polar routes are getting more frequent. These
factors raise the probability of occurrence of hazardous effects
caused by ionizing radiation like the Single Event Upsets - SEUs
in their embedded electronic systems. These must be designed in a
way to be robust to Single Event Upsets, based upon criteria such
as reliability, availability and criticality. This dissertation
presents a proposal of guidelines for the assurance of the
robustness of aerospace embedded electronic systems to SEUs caused
by ionizing particles and radiations. The proposal aims to assist
the aerospace sector (especially INPE and ANAC) in capturing and
structuring of the main considerations for the development and
specification of aerospace systems robust to failures caused by
the ionizing particles and radiations environment. To accomplish
this objective, this work: 1) performs a bibliographic review of
the main concepts related to the issue of SEUs occurrence in
aerospace embedded electronic systems; 2) studies the aspects
related to the assurance of robustness to SEUs caused by ionizing
particles and radiations in aerospace systems; 3) studies some of
the main standards and guidelines from the space (ESA and NASA
standards) and aeronautics (SAE, RTCA, etc. standards) industry,
related to the issue considered in this work; 4) discuss the
standards from ESA, NASA, SAE, RTCA, etc. and guidelines to
assurance the robustness of aerospace embedded electronic systems
to SEUs caused by ionizing particles and radiations; 5) proposes
guidelines to assure the robustness of embedded electronic systems
to SEUs caused by ionizing particles and radiations (the great
background of the space sector in dealing with the phenomena
contributed to the definition of the guidelines for the
aeronautics systems); 6) applies the guidelines to case studies of
the literature. The results of this application suggest that the
proposed guidelines are adequate to be used in the aerospace
sector (especially at INPE and ANAC). The detailing of a process
of assurance of robustness to SEUs and the extension of the
guidelines to assure the robustness to other ionizing particles
and radiation effects are suggestions to future works.",
committee = "Santos, Walter Abrah{\~a}o dos (presidente) and Souza, Marcelo
Lopes de Oliveira e (orientador) and Milani, Paulo Gi{\'a}como
and Manea, Silvio and Federico, Claudio Antonio",
englishtitle = "Study of an assurance process of reliability of embedded
electronic systems to single event upsets caused by ionizing
particles",
language = "pt",
pages = "220",
ibi = "8JMKD3MGP5W34M/3FRBRB2",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP5W34M/3FRBRB2",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "02 maio 2024"
}