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Towards an FDIR Software Fault Tree Library for Onboard Computers

Müller, Sascha und Höflinger, Kilian Johann und Smisek, Michal und Gerndt, Andreas (2020) Towards an FDIR Software Fault Tree Library for Onboard Computers. In: 2020 IEEE Aerospace Conference, AERO 2020, Seiten 1-10. 2020 IEEE Aerospace Conference, 2020-03-07 - 2020-03-14, Big Sky, Montana. doi: 10.1109/AERO47225.2020.9172756. ISBN 978-172812734-7. ISSN 1095-323X.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9172756

Kurzfassung

The increasing complexity of space missions, their software architectures, and hardware that has to meet the demands for those missions, imposes numerous new challenges for many engineering disciplines such as reliability engineering. Affected by the ever growing demand for more onboard computation power are the onboard computers. They in return require Fault Detection, Isolation, and Recovery (FDIR) architectures to support their fault tolerant operation in the harsh environment of space. Especially high performance commercial processing units face the challenge of dealing with negative radiation effects, which may significantly degrade their operation. To design performant and fault tolerant onboard computers, it is of high interest to assess the effectiveness of the FDIR architecture in the early phase of system design. This can be achieved using Fault Tree Analysis (FTA). However, to create complete fault trees manually is an error prone and labor intensive task. In this paper, the methodology for assessing the FDIR design of onboard computers in space systems, presented in [1], is refined by introducing a library of FDIR routines. The routines are modeled using fault trees and are composed into a software system fault tree using a basic fault model and a design configuration chosen by the reliability engineer. To assess the configurations, we give a heuristic based on a factor-criteria-metric model. We demonstrate the feasability of our approach on the basis of a case study on the rover of the Martian Moons eXploration (MMX) mission. Several FDIR configurations are studied and fault trees are generated for them. For the chosen case study, we obtain a reduction of up to 80% in terms of modeling effort.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135846/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Towards an FDIR Software Fault Tree Library for Onboard Computers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Müller, SaschaSa.Mueller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1913-1719NICHT SPEZIFIZIERT
Höflinger, Kilian JohannKilian.Hoeflinger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7565-8232NICHT SPEZIFIZIERT
Smisek, MichalMichal.Smisek (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0061-1691NICHT SPEZIFIZIERT
Gerndt, AndreasAndreas.Gerndt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0409-8573NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2020
Erschienen in:2020 IEEE Aerospace Conference, AERO 2020
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/AERO47225.2020.9172756
Seitenbereich:Seiten 1-10
ISSN:1095-323X
ISBN:978-172812734-7
Status:veröffentlicht
Stichwörter:FDIR, Fault Trees, Reliability, OBC
Veranstaltungstitel:2020 IEEE Aerospace Conference
Veranstaltungsort:Big Sky, Montana
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:7 März 2020
Veranstaltungsende:14 März 2020
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Model Based Engineering for Failure Detection, Isolation, and Recovery
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Simulations- und Softwaretechnik > Software für Raumfahrtsysteme und interaktive Visualisierung
Institut für Simulations- und Softwaretechnik > Leitungsbereich SC
Institut für Softwaretechnologie
Institut für Simulations- und Softwaretechnik
Hinterlegt von: Müller, Sascha
Hinterlegt am:02 Nov 2020 14:32
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:38

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