SRAM tabanlı cihazlarda 2-boyutlu EG-LDPC kodlarından yararlanılarak uzay`ın radyasyon ortamından kaynaklanan geçici hatalara karşı koruma sağlanması

Abstract

Bu tez çalışmasında uzay sistemleri elektronik donanımlarında yer alan SRAM tabanlı belleklerde uzayın radyasyon ortamı nedeniyle görülebilecek geçici hatalara karşı korunma sağlayan yeni yöntemler önerilmektedir. Öncelikle hataların SRAM bellek yongaları ve SRAM tabanlı FPGA'ler üzerindeki etkilerini, hata özellik ve yapılarını gösterilecektir. Daha sonra hata özellikleri göz önünde bulundurularak hata etkilerini düzeltecek etkin yöntemler sunulacaktır. Önerilen çözüm, EG-LDPC kodları temel alınarak 2-boyutlu bir kod yapısı oluşturulması ve verinin kodlanarak SRAM belleklerde saklanmasıdır. Bahsi geçen 2-boyutlu kod yapıları sayesinde SRAM belleklerde saklanan veri veya FPGA yapılandırma belleğinin içeriklerinde görülen hataların etkileri ortadan kaldırılmıştır. Benzer amaçla kullanılan kod yapılarıyla karşılaştırıldığında; bu çalışmada önerilen kod yapısının daha yüksek hata tespit ve düzeltme kapasitesine sahip olduğu görülmüştür. Aynı zamanda, elde edilen kod çözücüler, EG-LDPC kodlarının donanımla gerçeklenmeye çok uygun olması nedeniyle düşük gecikmeye sahiptir ve daha az karmaşıktır.

In this thesis, two dimensional EG-LDPC codes based methods are explored to migitate effects of radiation induced soft errors on SRAM memory chips and SRAM based FPGAs in space environment. First, impacts of errors, error mechanisms and features of errors are shown. Then, solutions are proposed by employing 2-dimensional (2-D) error correction codes (ECC) composed of EG-LDPC codes for data to be stored at SRAM memory chips or at configuration memory of SRAM based FPGAs. Using 2-D ECC scheme proposed in this thesis it is shown that effects of soft errors at SRAM memories can be mitigated and error detection and correction capabilities are enhanced compared to 2-dimensional schemes suggested at previous works.