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Forum: FPGA, VHDL & Co. Spartan 3AN für Avionics


Autor: enan (Gast)
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Hallo,

ich starte demnächst ein FPGA Design, welches später mal in einem 
Flugzeug zum Einsatz kommen könnte. Bei Actel hab ich auf der Homepage 
ganz klar rausfinden können, dass die ProASIC3-Familie Flash basierte 
FPGAs sind, welche den Anforderungen wie Resistenz gegen Alpha- bzw 
Neutronenstrahlung in der Höhe standhalten.
Jetzt frage ich mich wie das bei Xilinx und den Spartan 3AN aussieht. 
Kennt sich jemand damit aus? Gibts da irgendwelche Analysen dazu?
Zum Beispiel Zahlen bezüglich der Auftrittswahrscheinlichkeit von Single 
Event Upsets oder anderen möglichen Fehlern.
Sind Spartan 3AN FPGAs überhaupt für avionic Anwendungen geeignet ?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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enan schrieb:
> Sind Spartan 3AN FPGAs überhaupt für avionic Anwendungen geeignet ?
Weil die Technik der S3AN FPGAs prinzipiell die selbe ist wie die der 
"normalen" S3 reicht es, die Frage so zu stellen:
>> Sind Spartan 3 FPGAs überhaupt für avionic Anwendungen geeignet?
Und das frägst du am besten den Xilinx-FAE. Mit dem kannst du dann auch 
gleich die Rahmenbedingungen abklären...

Autor: enan (Gast)
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Danke für die schnelle Antwort.
Werde mal versuchen einen FAE von Xilinx zu erwischen.
Dachte, dass das AN ne Kennzeichnung für integrierten Flash ist. Wobei 
die "normalen" S3 ja SRAM basiert sind, oder lieg ich da falsch?

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
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Hallo Enan,

die SPARTANER gibt es AFAIK nicht als Space Grade Devices. Aber
schau mal hier (unter "ADDITIONAL Devices"):

http://www.xilinx.com/products/devices.htm

Gruss Uwe

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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enan schrieb:
> Wobei die "normalen" S3 ja SRAM basiert sind, oder lieg ich da falsch?
Ja, sind sie genau so wie der S3AN auch.

> Dachte, dass das AN ne Kennzeichnung für integrierten Flash ist.
Das heißt nur, dass der Konfigurationsspeicher nicht mehr extern 
angeschlossen werden muß.

Autor: enan (Gast)
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Danke Uwe, die Seite kenn ich schon :-)
Die Elektronik soll ja eventuell "nur" in ein Flugzeug verbaut werden 
und nicht in Raketen. Nachdem ich mich durch den ganzen oberflächlichen 
Military Defense Space und Avionics Schrieb auf der Homepage gelesen 
hab, hab ich den Eindruck dass es zwischen Space und Avionics nochmal 
einen gewaltigen Unterschied der Anforderungen gibt bezüglich 
Strahlungsresistenz und Gehäuse.

Probleme bei der Sache macht ja immer das SRAM, da besonders das 
anfällig für SEU ist. Die Stratix Bausteine von Altera zum Beispiel 
haben ja die Möglichkeit das durch implementierte CRC Routinen zu 
beheben. Aber dafür muss die komplette Konfiguration neu aus dem Flash 
geladen werden und das dauert nach FAE-Angaben mehrere hundert ms. Das 
ist bei meinem Design aber nicht drin, da ich mit einem Signal im 
Bereich 100kHz bis 1MHz modulieren will.

Ich frage mich daher wie Actel pauschal behaupten kann dass deren 
ProASIC FPGAs nicht anfällig sind für SEU.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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enan schrieb:
> Ich frage mich daher wie Actel pauschal behaupten kann dass deren
> ProASIC FPGAs nicht anfällig sind für SEU.
Sie sind durchaus auch anfällig, Actel selber sagt nicht "SEU-proof", 
sonden nur "SEU-hardenend". Und da ist im FPGA offenbar auch noch 
einiges an Technik versteckt: 
http://www.actel.com/documents/Des_Tech_RH_AN.pdf

Autor: enan (Gast)
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Danke Lothar, den Schrieb kannte ich noch nicht. Allerdings bezieht der 
sich nicht auf die ProASIC3 Familie von Actel.
Ich meinte eigentlich das hier: 
http://www.actel.com/products/solutions/ser/default.aspx
Da steht: Actel ... flash-based FPGAs are not susceptible to 
configuration loss due to single-event errors (SEE) caused by alpha or 
neutron radiation

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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enan schrieb:
> are not susceptible to _configuration loss_
Das ist eigentlich auch uninteressant...
Interessant ist eher ob der "normale" Betrieb (also die FFs) irgendwie 
stabiler gemacht wurde. Und diese FFs müssen (im Gegensatz zur 
Konfiguration) ihre Werte ändern können, sonst könnte man das gleich 
alles hart verdrahten...
Was hilft es dir, wenn zwar die Konfiguration noch passt, aber deine FSM 
Amok läuft, weil ein FF umgekippt ist?

Autor: enan (Gast)
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Da hast du wohl recht. Hab mal jemandem von Xilinx gemailt und hoffe auf 
aussagekräftige Antworten. Auf der Homepage wird ja noch der Spartan 3 
extended erwähnt für Avionics. Leider sind die Informationen alle sehr 
oberflächlich gehalten und wenig hilfreich.

Autor: Duke Scarring (Gast)
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@enan:

Mentor hat doch letztens für Ihr neues Feauture in Precision Werbung 
gemacht:
http://www.mentor.com/products/fpga/synthesis/prec...

Vielleicht hilft Dir das weiter.

Und was für Space gut ist, sollte doch auch für Aero reichen, oder? 
(Strahlungstechnisch gesehen)

Duke

Autor: enan (Gast)
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Danke für den Tipp. Das hatte ich auch schon mal gesehn von Mentor. 
Wollte auch mit deren HDL Designer programmieren, allerdings is der 
Preis einer Lizenz mit rund 29.000€ doch ein wenig zu viel.
Was dort gemacht wird ist alles automatisiert in mehrfacher Redundanz 
auszulegen. Hat aber nur was mit der Software zu tun und nicht mit dem 
eigentlichen Aufbau des FPGAs oder dessen Strahlungsresistenz.

Autor: Rudolph (Gast)
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Bei Xilinx ist "Rosetta" dein Stichwort. Siehe z.B. im Blog:
http://forums.xilinx.com/t5/PLD-Blog/First-Look-Ro...
oder das White Paper 286:
http://www.xilinx.com/support/documentation/white_...

Wenn Du dich in den Foren meldest, wird sicher Austin Lesea der Mann für 
deine Fragen sein.

Autor: enan (Gast)
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Moin Rudolph,
die Info von dir is _Gold_ wert!
Sowas such ich schon die ganze Zeit.
In der Tabelle von ug116 zu SEU and soft error rate measurement steht 
zwar ne Zahl für Failures in billion hours per MB aber ich habe nirgends 
ne Angabe zur Neutronen Strahlungsdosis gefunden. Werde jetzt mal in den 
JEDEC89A Standart rein schaun auf den hier verwiesen wird. Vielleicht 
gibts da ja ne angabe dazu oder weißt du was darüber?

Autor: Rudolph (Gast)
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enan schrieb:
> weißt du was darüber?

Ist nur Zeug, daß ich im Vorbeigehen mal gesehen habe. Sprich am besten 
deinen FAE an, oder melde dich bei Xilinx direkt (über Webcase oder die 
Foren), ich denke, da wirst Du alle Infos kriegen, die Du brauchst.

Wenn es ernst werden sollte, wirst Du's wohl eh tun müssen, damit es in 
ein Flugzeug darf. Siehe z.B. auch 
http://www.xilinx.com/esp/aerospace-defense/ und weiter 
http://www.xilinx.com/esp/aerospace-defense/avionics.htm

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