Métodos para analizar la fiabilidad de la aviónica reflejando la radiación atmosférica en la fase de desarrollo preliminar: un análisis integrado de la tasa de fallos
Autores: Lee, Dongmin; Na, Jongwhoa
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Métodos para analizar la fiabilidad de la aviónica reflejando la radiación atmosférica en la fase de desarrollo preliminar: un análisis integrado de la tasa de fallos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Avances
Tecnología de semiconductores de submicrones profundos
Errores suaves
Radiación atmosférica
Alteraciones de un solo evento
Tasas de fallos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Los avances en la tecnología de semiconductores de submicrón profundo han aumentado la importancia de estudiar los errores suaves causados por la radiación atmosférica en los sistemas de aviónica. Las partículas de radiación atmosférica, como protones y neutrones, pueden inducir Alteraciones de Evento Único (SEUs) en componentes electrónicos sensibles, lo que lleva a fallos en el sistema y corrupción de datos. El análisis de fiabilidad tradicional basado en componentes IC o LSI más antiguos puede no tener en cuenta los efectos inducidos por la radiación. Sin embargo, los sistemas de aviónica modernos equipados con componentes VLSI de última generación son cada vez más susceptibles a Alteraciones de Evento Único (SEUs), lo que puede llevar a subestimar las tasas de fallo en estos sistemas avanzados. Este estudio presenta un análisis integrado de la tasa de fallo que incorpora tanto la física de las tasas de fallo resultantes del envejecimiento y el desgaste como las tasas de errores suaves inducidos por la radiación atmosférica. El análisis propuesto de la tasa de fallo de la fiabilidad de la aviónica que opera a altitudes de hasta 18 km, combinando la física de las tasas de fallo con las tasas de fallo inducidas por la radiación, se derivó utilizando un método de estimación de SEU semiempírico. Estudios de caso utilizando la placa Zynq 7000, proveniente de AMD (San José, CA, EE. UU.), confirmaron que el análisis integrado de la tasa de fallo proporciona predicciones de fiabilidad más precisas en comparación con el análisis convencional. Se espera que este enfoque mejore la precisión de las evaluaciones de seguridad durante las etapas de desarrollo preliminar, lo que lleva a un cronograma de desarrollo más corto y una mejor calidad de diseño.
Descripción
Los avances en la tecnología de semiconductores de submicrón profundo han aumentado la importancia de estudiar los errores suaves causados por la radiación atmosférica en los sistemas de aviónica. Las partículas de radiación atmosférica, como protones y neutrones, pueden inducir Alteraciones de Evento Único (SEUs) en componentes electrónicos sensibles, lo que lleva a fallos en el sistema y corrupción de datos. El análisis de fiabilidad tradicional basado en componentes IC o LSI más antiguos puede no tener en cuenta los efectos inducidos por la radiación. Sin embargo, los sistemas de aviónica modernos equipados con componentes VLSI de última generación son cada vez más susceptibles a Alteraciones de Evento Único (SEUs), lo que puede llevar a subestimar las tasas de fallo en estos sistemas avanzados. Este estudio presenta un análisis integrado de la tasa de fallo que incorpora tanto la física de las tasas de fallo resultantes del envejecimiento y el desgaste como las tasas de errores suaves inducidos por la radiación atmosférica. El análisis propuesto de la tasa de fallo de la fiabilidad de la aviónica que opera a altitudes de hasta 18 km, combinando la física de las tasas de fallo con las tasas de fallo inducidas por la radiación, se derivó utilizando un método de estimación de SEU semiempírico. Estudios de caso utilizando la placa Zynq 7000, proveniente de AMD (San José, CA, EE. UU.), confirmaron que el análisis integrado de la tasa de fallo proporciona predicciones de fiabilidad más precisas en comparación con el análisis convencional. Se espera que este enfoque mejore la precisión de las evaluaciones de seguridad durante las etapas de desarrollo preliminar, lo que lleva a un cronograma de desarrollo más corto y una mejor calidad de diseño.