Open Access

Lucas Schreiter

• Diese Arbeit beschäftigt sich mit zwei Konzepten zur Steigerung der Resilienz gegenüber strahleninduzierten Logikfehlern des MOPS-HUB FPGA Entwurfs im Kontrollsystem des ATLAS Pixeldetektors am CERN. Um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Detektordaten zu gewährleisten, müssen die elektronischen Systeme robust und fehlertolerant gegenüber einer strahlenbelasteten Umgebung sein. Zum einen wird die Möglichkeit der partiellen Rekonfiguration von Xilinx FPGAs als Methode zur Fehlerbereinigung des FPGA Konfigurationsspeichers näher vorgestellt. Es wurde ein Testentwurf und ein Programm zur teilweisen Rekonfiguration des FPGA aus der Anwenderlogik heraus mittels ICAP entwickelt. Als zweites Konzept wurde sich mit der Anwendung von TMR auf den MOPS-HUB Entwurf beschäftigt. Es wurden Tools entworfen, welche den manuellen Aufwand der Implementierung von TMR reduzieren und bei der Validierung unterstützen.
• This work deals with two concepts for increasing the resilience to radiation-induced logic errors of the MOPS-HUB FPGA design in the control system of the ATLAS pixel detector at CERN. To ensure the accuracy and reliability of the detector data, the electronic systems must be robust and fault-tolerant to a irradiated environment. Firstly, the possibility of partial reconfiguration of Xilinx FPGAs is presented in more detail as a method to correct errors in the FPGA configuration memory. A test design and a program for partial reconfiguration of the FPGA from the user logic using ICAP was developed. As a second concept, the implementation of TMR on the MOPS-HUB design. Tools were designed that reduce the manual effort of implementing TMR and support validation.