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Dissertação

On-Board Multi-core Fault-Tolerant SAR Imaging Architecture EVALUATED

Detalhes: Atualmente, há uma necessidade crescente para que satélites, drones e VANTs tenham sistemas leves, de pequenas dimensões, autónomos e portáteis capazes de gerar imagens SAR a bordo e enviar para a Terra, evitando o processamento demorado de dados nos recetores. SAR é um tipo de radar utilizado para gerar imagens da Terra, montado em plataformas móveis como satélites, drones ou aviões e é usado para monitorizar a superfície do planeta para geologia, agricultura, oceanografia, glaciologia e desastres naturais. O algoritmo de geração de imagens Backprojection é capaz de gerar imagens de elevada qualidade, no entanto, é um dos algoritmos mais intensivos do ponto de vista computacional. O espaço é um ambiente adverso, devido à radiação, que provoca erros temporários e permanentes em sistemas computacionais e, por esse motivo, existe uma necessidade de mitigar o seu impacto nos dispositivos, implementando mecanismos de tolerância a falhas. Neste trabalho, foi desenvolvida uma arquitetura embebida multi-core para sistemas de geração de imagens SAR, utilizando dois mecanismos de tolerância a falhas: lockstep e redundância de precisão reduzida. Esta arquitetura tem como objetivo proteger o algoritmo Backprojection, implementando uma solução em software, gerando imagens aceitáveis num ambiente espacial. A solução foi implementada num SoC da Xilinx com um processador dual-core. Para taxas de erros similares às medidas num ambiente espacial, a solução produziu imagens com uma média de menos 0.65dB com um impacto temporal até 33%. Não obstante, o algoritmo executa até 1.58 vezes mais rapidamente que a versão single-core, sem mecanismos de tolerância a falhas.
Keywords: Radar de Abertura Sintética (SAR), Algoritmo Backprojection, Tolerância a Falhas em Software, Tolerância a Falhas Multi-Core

Discussão: novembro 7, 2018, 18:0