Desarrollo e implementación de un sistema empotrado con propiedades de tolerancia a fallos para sistemas de confort de vehículos autónomos

Abstract

[ES] En este trabajo se realiza un estudio sobre los sistemas empotrados con propiedades de tolerancia a fallos mediante la protección del sistema por Códigos de Corrección de Errores (ECC). En concreto, se pretende proteger la memoria de un sistema empotrado basado en un microprocesador de ARM. Así pues, se muestra cómo implementar un ECC de alta eficiencia en un sistema empotrado para evitar que salgan medidas falseadas. Se inyectarán errores en el sistema para probar la eficiencia del ECC. Para mostrar el funcionamiento de un sistema protegido, se profundizará en el estudio de la placa STM32F429i-disc1 y del sensor DHT11. La obtención y el tratamiento de los datos proporcionados por el sensor serán claves, y se proporcionará una explicación exhaustiva de cómo hacerlo. Finalmente, se hará una comparación entre el sistema protegido y el sistema sin proteger, en el que la fiabilidad y precisión que garantiza el ECC en el sistema protegido no deja lugar a dudas de que es necesario implementarlo si se busca tener un nivel de tolerancia a fallos aceptable. Un ámbito en el que puede ser aplicado un sistema como el expuesto en este trabajo es en sistemas de confort de vehículos autónomos por sus propiedades de tolerancias a fallos.

[CA] En aquest treball es realitza un estudi sobre els sistemes encastats amb propietats de tolerància a fallades mitjançant la protecció del sistema per Codis de Correcció d'Errors (ECC). En concret, es pretén protegir la memòria d'un sistema encastat basat en un microprocessador de ARM. Així doncs, es mostra com implementar un ECC d'alta eficiència en un sistema encastat per a evitar que isquen mesures falsejades. S'injectaran errors en el sistema per a provar l'eficiència del ECC. Per a mostrar el funcionament d'un sistema protegit, s'aprofundirà en l'estudi de la placa STM32F429idisc1 i del sensor DHT11. L'obtenció i el tractament de les dades proporcionades pel sensor seran claus, i es proporcionarà una explicació exhaustiva de com fer-ho. Finalment, es farà una comparació entre el sistema protegit i el sistema sense protegir, en el qual la fiabilitat i precisió que garanteix el ECC en el sistema protegit no deixa lloc a dubtes que és necessari implementar-ho si es busca tindre un nivell d'eficiència acceptable. Un àmbit en el qual pot ser aplicat un sistema com l'exposat en aquest treball és en sistemes de confort de vehicles autònoms per les seues propietats de toleràncies a fallades.

[EN] In this work a study is carried out on embedded systems with fault tolerance properties by protecting the system by Error Correction Codes (ECC). Specifically, it is intended to protect the memory of an embedded system based on a microprocessor of ARM. Thus, it shows how to implement a high-efficiency ECC in an embedded system to avoid falsified measurements. Errors will be injected into the system to test the efficiency of the ECC. To show the operation of a protected system, the study of the STM32F429i-disc1 board and the DHT11 sensor will be studied in depth. Obtaining and processing the data provided by the sensor will be key, and a comprehensive explanation of how to do it will be provided. Finally, a comparison will be made between the protected system and the unprotected system, in which the reliability and precision guaranteed by the ECC in the protected system leaves no doubt that it is necessary to implement it if an acceptable level of efficiency is to be achieved. One area in which a system such as the one discussed in this work can be applied is in autonomous vehicle comfort systems due to its fault tolerance properties.