1
He amien a g á ica pa a guia a
in es igado es a ealiza expe imen os
bajo adiación memo ias
Au o :
Jesús Alguacil González
Di ec o :
Juan An onio Clemen e Ba ei a
T abajo de Fin de G ado – G ado en Ingenie ía
In o má ica
Facul ad de in o má ica – Cu so 2020/2021
Uni e sidad Complu ense de Mad id
2
G aphic ool o guide esea che s o
pe o m expe imen s wi h memo ies
unde he e ec s o adia ion
Au ho :
Jesús Alguacil González
Di ec o :
Juan An onio Clemen e Ba ei a
T abajo de Fin de G ado – G ado en Ingenie ía
In o má ica
Facul ad de in o má ica – Cu so 2020/2021
Uni e sidad Complu ense de Mad id
3
Ag adecimien os
A mi amilia y a mis amigos que siemp e dan su apoyo pa a que dé lo mejo de mí
mismo.
4
Índice
RESUMEN ..................................................................................................................................... 5
PALABRAS CLAVE ......................................................................................................................... 5
SUMMARY .................................................................................................................................... 6
KEYWORDS ................................................................................................................................. 6
1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 7
1.1 EFECTOS DE LA RADIACIÓN EN LOS DISPOSITIVOS .................................................................... 7
1.2 FUENTES DE RADIACIÓN ......................................................................................................... 8
1.3 MÉTODOS DE MITIGACIÓN FRENTE A LOS EFECTOS DE LA RADIACIÓN ........................................ 9
1.3.1 Mi igación po ecnología ............................................................................................. 9
1.3.2 Mi igación po diseño ................................................................................................. 11
1.3.3 Mi igación po edundancia ........................................................................................ 12
1.4 MOTIVACIÓN DE ESTE TRABAJO DE FIN DE GRADO ................................................................ 13
2. ESTIMACIÓN DEL NÚMERO DE FALSOS MCUS ............................................................... 14
2.1 LA “PARADOJA DEL CUMPLEAÑOS”......................................................................................... 14
2.2 ECUACIONES DE DETECCIÓN EN FUNCIÓN DE LA DISTANCIA ENTRE CELDAS ............................. 15
3. DESARROLLO DE LA APLICACIÓN .................................................................................... 18
3.1 PLAN DE TRABAJO ................................................................................................................ 18
3.2 PLATAFORMA DE DESARROLLO ............................................................................................. 18
3.3 JAVAFX ............................................................................................................................... 18
3.4 CONFIGURACIÓN DEL PROYECTO .......................................................................................... 21
3.5 ESTRUCTURA DEL PROYECTO ............................................................................................... 23
3.6 CÓDIGO ............................................................................................................................... 24
3.6.1 Fo mula io .................................................................................................................. 24
3.6.2 Con ol de escenas .................................................................................................... 27
3.5.3 Cálculo de e o es ...................................................................................................... 28
3.7 PORTABILIDAD DE LA APLICACIÓN .......................................................................................... 31
4. RESULTADOS ........................................................................................................................ 32
4.1 ESTUDIO DE LAS ECUACIONES DE PROBABILIDAD ................................................................... 32
4.2 ESTUDIO DE EXPERIMENTOS PREVIOS CON MEMORIAS EN ACELERADORES DE PARTÍCULAS ...... 36
4.2.1 P ime expe imen o .................................................................................................... 36
4.2.2 Segundo expe imen o ................................................................................................ 38
4.2.3 Te ce expe imen o .................................................................................................... 40
5. CONCLUSIONES DE ESTE TRABAJO DE FIN DE GRADO ............................................... 42
5. CONCLUSIONS OF THIS BACHELOR’S THESIS................................................................ 43
BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................................... 44
5
Resumen
Según a anza la ecnología de ab icación de memo ias, és as se uel en cada
ez más sensibles a los e ec os de la adiación na u al del en o no que las odea.
Di e sas uen es de adiación (p o ones, neu ones, pa ículas al a…) son capaces de
induci cambios en la lógica combinacional de es os disposi i os o incluso a ec a al
con enido de las celdas de memo ia, co ompiendo la in o mación que almacenan. Es o
es debido a que las pa ículas inciden es, al impac a con las celdas de memo ia,
deposi an la su icien e ene gía como pa a induci cambios en su con enido (de 0 a 1 o
ice e sa).
Aunque hay écnicas a la ho a de ab icación pa a educi la apa ición de es os
e ec os, has a aho a no es posible e i a los po comple o. Po ello, los equipos de
in es igación deben ealiza p uebas simulando es os e ec os, y una de las écnicas más
popula es y ealis as de consegui lo es expone los disposi i os a la adiación en un
acele ado de pa ículas. Cuando una pa ícula impac a con el disposi i o, és a puede
causa un e en o simple, que consis e en el cambio de un único bi de in o mación; o un
e en o múl iple que consis e en el cambio de a ios bi s de in o mación ísicamen e
ce canos. Cuando se analizan los esul ados ob enidos as la exposición de un
disposi i o a la adiación, una p oblemá ica que su ge es la p obabilidad de apa ición de
“ alsos e en os múl iples”, que se mani ies an como e en os múl iples, pe o ealmen e
se p oduje on po acumulación de e en os simples que casualmen e a ec a on a celdas
ecinas o ce canas. La p obabilidad de apa ición de dichos alsos e en os múl iples es
mayo cuan o mayo sea el iempo de exposición del disposi i o en e a la adiación y
el lujo de pa ículas inciden e.
De es e modo, el obje i o de es e abajo es c ea una he amien a que ayude a
los in es igado es a isualiza el iempo óp imo de exposición donde se ob end án el
máximo de esul ados minimizando, o al menos con olando, la p obabilidad de apa ición
de alsos e en os múl iples en el expe imen o.
Palab as cla e
Radiación, Memo ias, In e az g á ica de usua io (GUI), In es igación,
Op imización, Ha dwa e.

6
Summa y
As memo y ab ica ion echnology scales down, memo ies ha e become mo e
and mo e sensi i e o he e ec s o na u al adia ion o he su ounding en i onmen .
Di e en sou ces o adia ion (p o ons, neu ons, alpha pa icles…) a e able o induce
changes in he combina ional logic o hese de ices o e en capable o a ec ing he
con en s o he memo y cells, co up ing he in o ma ion ha hey s o e. This
phenomenon occu s when cha ged pa icles impac wi h memo y cells and hey deposi
enough ene gy o lip hei con en s ( om 0 o 1 o ice e sa).
E en hough he e exis echniques ha mi iga e he appea ance o hese e ec s,
his is s ill a no ully esol ed p oblem ha needs o be add essed. Thus, esea ch eams
mus simula e hese e ec s, and one o he mos popula and ealis ic echniques o
a aining his objec i e is o expose de ices agains he adia ion by using a pa icle
accele a o . When a pa icle hi s he de ice, i may cause a simple e en , which consis s
in he al e a ion o one unique bi o in o ma ion, o a mul iple e en , which consis s in
he al e a ion o se e al bi s o in o ma ion ha a e alloca ed physically close. When he
esul s o exposing he de ice o he adia ion a e analyzed, an issue ha a ises is he
appea ance o “ alse mul iple e en s” ha mani es as mul iple e en s bu we e, in ac ,
p oduced by accumula ion o a ious simple e en s ha , coinciden ally, a ec ed
neighbo cells. The g ea e he ime o exposu e o he adia ion and o inciden al lux o
pa icles, he g ea e is he p obabili y o he a o emen ioned e en s o appea .
Thus, he goal o his p ojec is o c ea e a ool ha would help he esea che
isualize he op imal ime in which he/she will ge he maximum numbe o esul s while
minimizing, o a leas , con olling he p obabili y o appea ance o alse mul iple e en s
in he expe imen .
Keywo ds
Radia ion, Memo ies, G aphical Use In e ace (GUI), Resea ch, Op imiza ion,
Ha dwa e.
7
1. In oducción
1.1 E ec os de la adiación en los disposi i os
Los disposi i os elec ónicos de nue a gene ación son cada ez más sensibles
a los e ec os de la adiación ambien al que les odea. Según se expone en [1], es os
e ec os a ían en unción de la uen e de la adiación. Se pueden dis ingui dos clases
de allos dependiendo del enómeno que a ec e a la memo ia.
El p ime o consis e en la c eación de de ec os F enkel en la es uc u a c is alina
del silicio del que es án compues os es os chips. Es e enómeno ambién es conocido
como daño po desplazamien o o “displacemen damage” [1].
En o o ipo de si uaciones, la adiación Gamma, los ayos X y o as uen es de
adiación son capaces de gene a una ca ga eléc ica den o del ci cui o in eg ado de la
memo ia, llegando a eces a a ec a a los ansis o es. Es a ca ga du a poco pe o su
in ensidad puede p o oca cambios en el es ado eléc ico y al e a su con enido.
En es e úl imo escena io, se p oducen los conocidos como Single E en E ec s
(SEEs). Es os e en os se pueden clasi ica en di e en es ca ego ías (Figu a 1), pe o los
p incipales que an a se es udiados a lo la go del abajo se án los Single E en Upse s
(SEUs). Los SEUs consis en en la modi icación de la in o mación almacenada en una o
a ias celdas de la memo ia, lo que ambién se conoce con el nomb e de bi lips. Los
SEUs se clasi ican en unción de su mul iplicidad en e Single Bi Upse s (SBUs) y
Mul iple Cell Upse s (MCUs). O os ipos de SEEs (Single E en T ansien s (SETs),
Single E en Func ional In e up s (SEFIs) y e o es pe manen es) ambién es án
incluidos en [1]. En la Figu a 1 se p opo ciona la clasi icación de es os e en os y se
esal a cuáles son de in e és en es e abajo.
Figu a 1. Clasi icación de los di e en es ipos de SEEs
Los SBUs consis en en un e en o aislado que solo a ec a a un bi de la memo ia.
Al e na i amen e, se encuen an los Mul iple Bi Upse s (MBUs) y los ya mencionados
MCUs que, como sus nomb es indican, son e en os que a ec an a a ios bi s o a ias
celdas de la memo ia. Al se p o ocados po la misma pa ícula, es os bi s o celdas se
encuen an muy p óximas y, en el caso de los MBUs, a ec an a a ios bi s de una
palab a, di icul ando de es a o ma la ecupe ación de su con enido o iginal [1]. La
di e encia p incipal de los MBUs con los MCUs es que, en el p ime caso, los bi s
8
a ec ados po la adiación pe enecen a la misma palab a, mien as que en los MCUs
son de palab as di e en es.
Pa a e i a la apa ición de MBUs y que apa ezcan MCUs en su luga , los
ab ican es implemen an la écnica de “bi in e lea ing” o “en elazado de memo ia” [2],
[3] [4]. Es a écnica consis e en in e cala bi s pe enecien es a di e en es palab as
consiguiendo que, cuando dos o más bi s ecinos se ean a ec ados po un e en o
múl iple, és e no a ec e a a ios bi s de una palab a sino a un bi de a ias palab as,
pe mi iendo que los “E o Co ec ing Codes (ECC)” es ánda puedan ecupe a los
da os que han sido modi icados (Figu a 2) [4] [5].
Figu a 2. Funcionamien o del "bi in e lea ing".
En un en o no donde exis e adiación na u al, y en pa icula , en un acele ado
de pa ículas, donde es espe able obse a una g an can idad de e en os pa a ob ene
esul ados es adís icamen e álidos, ocu en de o ma ecuen e los conocidos como
alsos MCUs. Es e enómeno se mani ies a cuando apa en emen e se obse a un MCU,
pe o que en ealidad ue on dos o más SBUs di e en es los que modi ica on celdas
ecinas o muy p óximas, en ez de se sólo una pa ícula la que p o ocase el cambio
múl iple. A la ho a de es udia los e en os múl iples, la apa ición de es os e en os alsos
di icul a eno memen e el a ance de la in es igación ya que p o ocan que los esul ados
ob enidos no sean absolu amen e iables.
1.2 Fuen es de adiación
Exis en dos p incipales uen es de adiación que p o ocan la apa ición de los
SEEs. Una uen e son las impu ezas adioac i as en los componen es de los
disposi i os elec ónicos y la o a son los ayos cósmicos p o enien es del espacio
ex e io [6].
El p ime ipo de adiación se gene a cuando los ma e iales que se usan pa a
cons ui los componen es de la memo ia no son debidamen e pu i icados a la ho a de
su ex acción. Elemen os como el es año y el plomo suelen con ene azas de
ma e iales adioac i os como el u anio y el o io que, si no son pu i icados
ap opiadamen e, pueden gene a la adiación necesa ia como pa a desencadena un
SEE [7].
Po o o lado, es án los ayos cósmicos que p oceden del espacio ex e io y que
in e ie en con los equipos elec ónicos que se usan en las na es espaciales [8] y en los
sa éli es [9], y en algunas ocasiones en si uaciones co idianas [10]. En es e úl imo caso
se han obse ado a ios casos en los que los ayos han p o ocado al e aciones en los
chips de memo ia. A pesa de que muchas de las pa ículas de es os ayos,
mayo i a iamen e p o ones, son epelidas po el campo magné ico e es e, algunos
9
llegan a a a esa lo y p o oca mul i ud de e en os. Po o o lado, los p o ones ambién
in e ac úan con los á omos de la a mós e a, p o ocando “duchas” de pa ículas
secunda ias (Figu a 3), en e ellas neu ones de a ias ene gías [11]. És os, a pesa de
no posee ca ga eléc ica, son capaces de in e ac ua con elemen os como el bo o [6]
el cual, desa o unadamen e, iene una g an p esencia en la elec ónica en componen es
como la capa BPSG (“Bo ophosphosilica e Glass”).
Figu a 3. Ex ensi e Ai Showe s. Imagen ex aída de
1
1.3 Mé odos de mi igación en e a los e ec os de la
adiación
Una ez conocidos qué son y cómo se pueden gene a los SEEs, en la li e a u a
se han p opues o y desa ollado mé odos pa a la mi igación de sus e ec os. Ninguno de
los mé odos que se an a expone a con inuación son in alibles ya que, dependiendo
del ipo de elec ónica con la que se es é abajando, pueden ene una e icacia
di e en e. Además, cabe menciona que ac o es como la uen e de alimen ación, la
empe a u a o la ecuencia del eloj del disposi i o pueden a ec a a la sensibilidad de
los disposi i os an e los SEEs [6].
1.3.1 Mi igación po ecnología
El p ime o de los mé odos es la mi igación usando la ecnología, cuyo obje i o
es el de mejo a la ecnología de ab icación de chips pa a que aumen e su ole ancia a
la apa ición de SEEs. Con es e p opósi o se han se han p oducido una se ie de a ances
ecnológicos en e los que des acan los siguien es:
1
h ps://indico.ce n.ch/e en /763013/con ibu ions/3358878/a achmen s/1817838/2971899/G ou
pD_CosmicRays.pd
16
Figu a 8. Celdas que se encuen an a una dis ancia D = 1, 2 o 3 con espec o a una celda cen al
(colo eada en g is) en el mé odo MD (a) y en el mé odo IND (b) [27].
Es os mé odos, jun o con el pa áme o 𝐷, se u iliza án pa a de e mina si dos
celdas a ec adas po bi lips es án a una dis ancia meno que esa dis ancia umb al. En
el caso de usa el mé odo MD, y de que se puedan asocia las di ecciones lógicas a las
ísicas, es as úl imas son colocadas en un plano XY [𝑎𝑖 → (𝑥𝑖 ,𝑦𝑖 ),𝑎𝑗→ (𝑥𝑗,𝑦𝑗 )] [26].
Si es e nue o pa se encuen a a una dis ancia meno que 𝐷, se conside a que ese pa
o ma pa e de un MCU. De al o ma que:
𝑑𝑀𝐷(𝑎𝑖,𝑎𝑗)= |𝑥𝑖− 𝑥𝑗|+|𝑦𝑖− 𝑦𝑗| ≤𝐷
Ecuación 2. Manha an Dis ance (MD). Ex aída del a ículo [26].
Po o o lado, y de o ma simila , se encuen a el mé odo IND, cuya ecuación es
exp esada de la siguien e mane a:
𝑑𝐼𝑁𝐷(𝑎𝑖,𝑎𝑗)= max(|𝑥𝑖− 𝑥𝑗|,|𝑦𝑖− 𝑦𝑗|) ≤𝐷
Ecuación 3. In ini e No m Dis ance (IND). Ex aída del a ículo [26].
Pa a pode u iliza es as ecuaciones, lo p ime o es calcula las posibles pa ejas
de celdas de memo ia a ec adas po la adiación. Sabiendo que el núme o o al de
bi lips obse ados en un expe imen o es 𝑁𝐵𝐹, se c ea un conjun o con las posibles
celdas de memo ia que han sido a ec adas, ob eniendo 𝐴 = {𝑎1,𝑎2,...,𝑎 𝑁𝐵𝐹} [26]. A
pa i de es e conjun o 𝐴, las pa ejas posibles de bi lips (𝑁𝑃) se calculan ob eniendo
odas las combinaciones posibles del conjun o 𝐴:
𝑁𝑃= (𝑁𝐵𝐹
2)= 1
2 ∙ 𝑁𝐵𝐹 ∙ (𝑁𝐵𝐹−1)
Ecuación 4. Combinaciones del conjun o A. Ecuación ex aída del a ículo [26].
El siguien e paso es de e mina cuáles de las pa ejas ob enidas se encuen an
a una dis ancia meno que la dis ancia umb al, usando pa a ello las
ecuacionesEcuación 2 y Ecuación 3. El uso de una u o a ecuación depende á del
in es igado y del c i e io que desee usa pa a de e mina la dis ancia 𝐷.

17
Finalmen e, u ilizando la eo ía de combina o ia, y más en conc e o, ideas
elacionadas con la esolución del p oblema de las u nas y las bolas
4
, se pueden u iliza
los pa áme os 𝑁𝑃 y 𝐷, de inidos p e iamen e, jun o con el amaño de la memo ia (𝐿𝑁),
pa a ob ene las ecuaciones inales que de ol e án un alo ap oximado del posible
núme o de alsos MCUs de mul iplicidad 2 que se es ima se p oduci án pa a un
de e minado núme o de bi lips obse ados en un expe imen o. Conociendo es e
núme o de bi lips, se puede ob ene 𝑁𝑃, y con ello, se u ilizan el es o de los pa áme os
pa a así ob ene las ecuaciones Ecuación 5 y Ecuación 6.
𝑁𝐹𝑀2 ≃ 𝐿𝑁−1⋅ 𝑁𝑃 ⋅2 ⋅ 𝐷 ⋅ (𝐷+1)
Ecuación 5. Ecuación inal pa a es ima el núme o de alsos MCUs de mul iplicidad 2, u ilizando dis ancia
MD. Ex aída del a ículo [26].
𝑁𝐹𝑀2 ≃ 𝐿𝑁−1⋅ 𝑁𝑃 ⋅ 4 ⋅ 𝐷 ⋅ (𝐷+1)
Ecuación 6. Ecuación inal pa a es ima el núme o de alsos MCUs de mul iplicidad 2, u ilizando dis ancia
IND. Ex aída del a ículo [26].
Es as dos ecuaciones se án las que se usen en la aplicación, la cual end á como
pa áme os el amaño de la memo ia, la dis ancia 𝐷 y el mé odo a emplea (MD o IND).
Con es os da os, se mos a á una g á ica con la p obabilidad de apa ición de alsos
MCUs de mul iplicidad 2 (eje Y) pa a un de e minado núme o de bi lips obse ados en
un expe imen o (eje X). De es a o ma, el in es igado pod á es ima de o ma más
p ecisa cuán os bi lips son necesa ios obse a pa a ob ene una cie a p obabilidad de
apa ición de alsos MCUs. Nó ese que es e abajo se ocaliza únicamen e en la
apa ición de alsos e en os múl iples de mul iplicidad 2, que son los p ime os que ienen
mayo p obabilidad de apa ece en expe imen os con un g an núme o de bi lips. A pesa
de que puede es ima la p obabilidad de ocu encia de alsos MCUs de mul iplicidad 3
[26] o incluso supe io , su p obabilidad de apa ición es muy in e io , po lo que se han
excluido del es udio de es e abajo.
4
h ps://www.s a is icshow o.com/u n-model/
18
3. Desa ollo de la aplicación
Una ez explicada la unción que cumpli á la aplicación, es ho a de habla de su
desa ollo. A con inuación, se expond án los di e en es aspec os asociados al desa ollo
como la pla a o ma, lenguaje de p og amación, con igu ación del p oyec o y de inición
del código.
3.1 Plan de abajo
El p ime paso a la ho a de ealiza una aplicación es euni los equisi os. Pa a
es e caso son:
• Elegi el lenguaje de p og amación que se a a usa .
• Implemen a un o mula io pa a la in oducción de da os de en ada.
• Recoge los da os de ese o mula io.
• Dibuja un g á ico que, dados unos pa áme os de en ada, mues e los
esul ados espe ados.
Po p e e encia del au o , además de ene un g an núme o de lib e ías que son
de ayuda pa a las in e aces g á icas, se usa á Ja a como lenguaje pa a el desa ollo
de la aplicación. Teniendo es o en cuen a, el pun o de pa ida se á desa olla la
uncionalidad básica del o mula io y la comunicación del o mula io con el g á ico. Una
ez desa ollada es a uncionalidad, se debe án implemen a los cálculos necesa ios
pa a que el g á ico mues e los da os ap opiados. Y, po úl imo, la in e az de usua io,
in en ando ob ene una in e az que sea amable con el usua io y que sea consis en e a
lo la go de las di e en es pan allas de la aplicación.
3.2 Pla a o ma de desa ollo
El lenguaje de p og amación escogido pa a el desa ollo ha sido Ja a. Debido a
su g an popula idad, el lenguaje es á do ado de una g an a iedad de lib e ías de código
que agilizan el abajo del p og amado , así como una g an can idad de o os de ayuda
donde busca in o mación e e en e al uncionamien o de és e.
Ya que el lenguaje elegido es Ja a, se ha decidido usa Eclipse
(h ps://www.eclipse.o g/) como pla a o ma de desa ollo. Es a pla a o ma apo a g an
comodidad pa a el usua io au oma izando a eas básicas y, po lo an o, agiliza el
desa ollo de la aplicación. O as opciones como Ne Beans o In elliJ ue on desca adas
debido a que el au o posee más expe iencia con Eclipse que con las demás.
Como complemen o a es a pla a o ma, se ha usado Gi Hub (h ps://gi hub.com/)
como he amien a de almacenamien o en la nube. Bien es conocido que Gi Hub es una
de las pla a o mas p edilec as pa a que los p og amado es gua den su código. Sus
uncionalidades de ges ionado de e siones, así como su de ección au omá ica de los
cambios hacen que se me ezca su popula idad. Además, o ece la posibilidad de c ea
eposi o ios p i ados que pueden se publicados con un solo clic.
3.3 Ja aFX
Pa a el diseño g á ico de la aplicación se han u ilizado las lib e ías ex e nas de
Ja aFX (h ps://openj x.io/). Es as lib e ías apo an clases con un diseño
19
p ede e minado pa a de e minadas uncionalidades. En es e caso se ha u ilizado
p incipalmen e pa a el g á ico esul an e as aplica los cálculos.
Pa a el o mula io que ecopila los da os de en ada que se pedi án al usua io,
se ha usado Ja aFX ambién pe o no se ha usado un diseño p ede e minado. En su
luga se ha u ilizado un diseño p opio del au o c eado median e la he amien a
SceneBuilde cuya in eg ación con Eclipse es acili ada po Ja aFX. Es a in eg ación
pe mi e la c eación de a chi os FXML, que son a chi os de código HTML pe o
adap ados pa a que puedan se leídos po las clases de Ja aFX.
Los a chi os FXML son edi ados desde el p og ama SceneBuilde con una
in e az g á ica. Cuando el diseñado gua da los cambios den o del p og ama
SceneBuilde , se ac ualiza el iche o FXML con el código HTML asociado a los
elemen os que es én ac ualmen e en la in e az g á ica.
Figu a 9. Menú de con ex o de un iche o FXML.
Haciendo clic de echo en un iche o FXML, el menú de opciones mues a la
opción de ab i con SceneBuilde . Es o ab e la in e az g á ica de desa ollo del elemen o
que hayamos escogido. En el caso de la Figu a 10, el o mula io que ecoge los da os
de en ada.
Figu a 10. In e az g á ica de SceneBuilde .
20
En el panel de la izquie da se puede obse a el panel de he amien as que
u iliza SceneBuilde con odos los elemen os que se pueden añadi al iche o FXML
(Figu a 11), así como los elemen os que se es án usando en el iche o ac ual (Figu a
12).
Figu a 11. Menú de opciones de SceneBuilde .
Figu a 12. Lis a de elemen os usados en SceneBuilde .
21
En la de echa se si úa el panel de opciones pa a un elemen o. Al selecciona un
elemen o (po ejemplo, una e ique a de ex o), se pod án ges iona desde es e panel
opciones de es ilo, disposición, así como un iden i icado que pos e io men e se pod á
usa en el código Ja aFX o un iden i icado de clase CSS.
Figu a 13. Menú de opciones de un elemen o.
3.4 Con igu ación del p oyec o
Al se Ja aFX un conjun o de lib e ías ex e nas es necesa io ealiza cie a
con igu ación al p oyec o pa a pode ob ene su uncionalidad.
Figu a 14. Ex ensión e( x)clipse.

22
Lo p ime o es ins ala una ex ensión desde el Ma ke place de Eclipse llamada
e( x)clipse (Figu a 14). Es a ex ensión pe mi i á a Eclipse c ea p oyec os de Ja aFX y
iche os de ipo FXML.
Una ez c eado el p oyec o con la nue a opción que ha sido habili ada, es
necesa io añadi las lib e ías co espondien es a Ja aFX al p opio p oyec o. En
e siones an e io es del Ja a De elopmen Ki (JDK), es as lib e ías enían incluidas,
pe o en e siones más ecien es hay que ins ala las apa e. Pa a ello, es necesa io
desca ga se el iche o SDK desde la página web de Ja aFX y añadi lo como lib e ías
de usua io al Build Pa h del p oyec o.
Figu a 15. Lib e ía de usua io pa a Ja aFX.
Una ez c eada la lib e ía, po úl imo, es necesa io añadi la al “Modulepa h” del
p oyec o jun o con el p opio SDK, el cual se á añadido al Classpa h (Figu a 15 y Figu a
16).
Figu a 16. Ja a Build Pa h del p oyec o.
23
3.5 Es uc u a del p oyec o
La es uc u a del p oyec o se compone de es paque es di e en es. El p ime
paque e, cuyo nomb e es “ o m”, es el que con iene la clase “Al e na i eMain.ja a” que
ejecu a el p og ama y mues a el o mula io dado un iche o “Fo m. xml” y o o iche o
“Fo m.css”, que apo an el es ilo de la in e az de usua io. Den o de es e paque e
ambién se encuen a la clase “Fo mFX.ja a”, que con ola los da os in oducidos po el
usua io en el o mula io con apoyo de los enume ados “Me hodSelec ion.ja a” y
“SizeSelec ion.ja a”.
El segundo paque e, que iene como nomb e “linecha ”, usa la clase
Memo y.ja a pa a ealiza los cálculos y mos a el g á ico.
Y, po úl imo, el paque e “ esou ces” que con iene los iche os FXML y CSS,
además de las clases con olado as de escenas. Es as clases con olado as se
enca gan de ecoge los da os necesa ios de una escena y en ia los a la nue a escena
que se a a mos a al usua io. Es as clases, jun o con los iche os FXML y CSS, los
cuales se enca gan de apo a es ilo a la in e az, con las enca gadas de c ea es as
escenas y mos a las al usua io po pan alla.
Figu a 17. Es uc u a del p oyec o en Eclipse.
Adicionalmen e a es os paque es, los p oyec os de Ja aFX equie en de un
a chi o module-in o.ja a. Es e iche o con iene eque imien os, así como pe misos del
módulo de Ja aFX pa a que uncione co ec amen e. En es e caso:
24
Figu a 18. Clase module-in o.ja a.
El módulo HelloFX con iene los eque imien os de lib e ías de Ja aFX que usa
la aplicación: ja a x.con ols, ja a x.g aphics, ja a x. xml y ja a x.base. Es as son las
lib e ías que se usan en oda la aplicación y g acias a la ins ucción “opens” (Figu a 18),
se pe mi e el acceso de los paque es de la aplicación a las lib e ías de Ja aFX
co espondien es. Adicionalmen e, la ins ucción “expo s” si e pa a que a la ho a de
expo a el p oyec o a un o ma o JAR ejecu able, es e ´sea expo ado jun o con las
lib e ías necesa ias.
3.6 Código
A con inuación, se explica á el código desa ollado pa a el uncionamien o de la
aplicación. En es a explicación se segui á el lujo de ejecución no mal del p og ama
explicando la uncionalidad de cada clase y cuándo se ejecu a cada pa e del código.
3.6.1 Fo mula io
Lo p ime o que el usua io puede obse a al ejecu a la aplicación es el
o mula io de in oducción de pa áme os. Como ya se ha expues o en apa ados
an e io es, es os pa áme os son el amaño de la memo ia en Mbi s, la dis ancia 𝐷, y el
mé odo de ag upación de bi lips. Además, ambién se da la opción de ealiza los
cálculos has a que se llegue a una p obabilidad del 99% de apa ición de alsos MCUs.
Figu a 19. Fo mula io de pa áme os.
25
Como se ha explicado en el apa ado “3.3 Ja aFX”, se ha usado la he amien a
SceneBuilde pa a c ea la in e az de usua io de la Figu a 19, esul ando en el iche o
FXML “Fo m. xml”. En la Figu a 20 se mues a pa e de es e iche o, en conc e o, el
código asociado al campo de la dis ancia 𝐷. Es e ex ac o mues a el código asociado
al ex o “Dis ance” (líneas 77 a 84), así como el del campo de in oducción de da os
(líneas 85 a 92) y el de la e ique a de e o que apa ece cuando los da os in oducidos
no son álidos (líneas 93 a 100).
También se puede obse a que dos de es os elemen os ienen la p opiedad
“ x:id” ("dis anceTex Field" y "dis anceE o "). Es os iden i icado es se i án pa a
pode conec a el código Ja a con el código FXML y pe mi i el aspaso de da os en e
escenas.
Figu a 20. F agmen o de código ex aído del iche o Fo m. xml
Complemen ando al iche o FXML, es posible añadi un iche o CSS pa a de ini
el es ilo g á ico de la en ana. Aunque SceneBuilde es capaz de con igu a g an
can idad de pa áme os de es ilo, hay algunos como el colo del ondo o los bo des que
se han de añadi desde un iche o ex e no (Figu a 21).
Figu a 21. Fiche o CSS asociado al o mula io p incipal.
32
4. Resul ados
Una ez desa ollada la aplicación, se ha p ocedido al análisis de los esul ados
apo ados po la misma dando di e en es alo es a los da os de en ada que se le
solici an al usua io. El obje i o es compa a los con di e sos expe imen os ealizados
con an e io idad en campañas de i adiación ealizadas po el g upo de in es igación
GHADIR de la Uni e sidad Complu ense de Mad id y analiza si, en aquellos casos, el
uso de la he amien a hubiese conlle ado una mayo e iciencia y un mayo aho o de
iempo y ecu sos.
4.1 Es udio de las ecuaciones de p obabilidad
Las igu as Figu a 33 - Figu a 38 mues an los esul ados ob enidos po la
aplicación pa a memo ias de amaños 1Mx8 bi s y 2Mx8 bi s que ya han sido es udiadas
y cuyos esul ados son conocidos. Es as memo ias es án ab icadas po In ineon
Technologies y ue on es udiadas bajo adiación en las publicaciones [28] - [30] .
Figu a 33. Análisis de la p obabilidad de apa ición de alsos MCUs, pa a una memo ia de amaño = 1MX8
bi s y D = 1. Mé odo MD.
Como se puede obse a , al usa el mé odo MD (Figu a 33), que conside a un
meno ango de celdas como celdas ecinas, la p obabilidad de apa ición de alsos
MCUs aumen a más len amen e que en el caso de la Figu a 34, llegando a un 99% de
p obabilidad de apa ición de alsos MCUs con 4396 bi lips, en compa ación con los
3109 que equie e una memo ia de idén ico amaño, pe o u ilizando el mé odo IND.

33
Figu a 34. Análisis de la p obabilidad de apa ición de alsos MCUs, pa a una memo ia de amaño = 1MX8
bi s y D = 1. Mé odo IND.
Figu a 35. Análisis de la p obabilidad de apa ición de alsos MCUs, pa a una memo ia de amaño = 1MX8
bi s y D = 5. Mé odo MD.
34
Figu a 36. Análisis de la p obabilidad de apa ición de alsos MCUs, pa a una memo ia de amaño = 1MX8
bi s y D = 5. Mé odo IND.
A con inuación, en las Figu a 35 y Figu a 36, se obse a que, al aumen a la
dis ancia D de 1 a 5, se inc emen a de o ma d ás ica la p obabilidad de apa ición de
alsos e en os múl iples pa a una memo ia del mismo amaño, ya que el núme o de
celdas ecinas que se ag upa án bajo el mismo e en o múl iple aumen a con el
pa áme o D. Es o iene un cla o impac o en las Figu a 33 y Figu a 34. En lo que an es
se necesi aban 4396 y 3109 bi lips espec i amen e, en es os casos se necesi an 1136
y 803 espec i amen e.
Figu a 37. Análisis de la p obabilidad de apa ición de alsos MCUs, pa a una memo ia de amaño = 2MX8
bi s y D = 1. Mé odo MD.
35
Figu a 38. Análisis de la p obabilidad de apa ición de alsos MCUs, pa a una memo ia de amaño = 4MX8
bi s y D = 1. Mé odo MD.
Finalmen e, en las Figu a 37 yFigu a 38, se compa a lo ob enido pa a una
memo ia de amaño 2Mx8 bi s y o a cuyo amaño es el doble (4Mx8 bi s). Al aumen a
el amaño de la memo ia, se aumen a el núme o de di ecciones que se pueden e
a ec adas po los SEEs. Po an o, pa a un mismo núme o de bi lips epa idos en e
oda la memo ia, es menos p obable que se ean a ec adas dos celdas ecinas y, po
lo an o, aumen a el núme o de bi lips necesa ios pa a llega a la misma p obabilidad
de apa ición de alsos MCUs.
En odos es os casos se puede obse a que la cu a de p obabilidad iene una
o ma simila , ya que la pan alla en la que se mues a se adap a de o ma p opo cional
a la can idad de esul ados que ha de mos a . Es o ayuda eno memen e a e la
dependencia que iene la apa ición de los alsos MCUs con el amaño de la memo ia, el
c i e io de ag upación elegido y dis ancia que el in es igado elija pa a ag upa bi lips
en MCUs.
Figu a 39. Ob ención del núme o máximo de bi lips que se deben obse a pa a que la p obabilidad de
apa ición de alsos MCUs sea meno o igual que p.
36
Adicionalmen e, se ha implemen ado en la aplicación una uncionalidad de apoyo
que consis e en que, dada una p obabilidad p0 de apa ición de alsos MCUs, la
aplicación de uel e el núme o de bi lips que se deben obse a a pa i de los cuales
es a p obabilidad es mayo o igual que p0 (Figu a 39). Es o se i á de apoyo pa a
encon a de o ma ápida exac amen e cuál es el núme o de bi lips que, como mucho
se deben obse a un expe imen o, si se desea mode a la p obabilidad de apa ición de
alsos MCUs po debajo de un umb al deseado p0.
4.2 Es udio de expe imen os p e ios con memo ias
en acele ado es de pa ículas
Finalmen e, en es a sección se comen an esul ados expe imen ales ealizados
en in es igaciones p e ias [28] – [30] y se compa a án con los da os ob enidos de la
aplicación. Al compa a los el obje i o p incipal es alo a si es os expe imen os se
ealiza on bajo condiciones de al a p obabilidad de alsos MCUs comp obando el
núme o de bi lips obse ados en los mismos y compa ándolos con los da os ob enidos
de la aplicación.
En odos los casos se u iliza on memo ias de 16 Mbi s de amaño, una dis ancia
𝐷 = 3 y MD como mé odo de ag upación. Al in oduci es os da os en la aplicación se
ob iene la cu a de p obabilidad ep esen ada en la Figu a 41.
4.2.1 P ime expe imen o
El p ime o de los expe imen os analizados [28], ealizado en Mayo de 2015, se
cen ó en el es udio de la sensibilidad a los SEEs de las memo ias de ipo SRAM que
sean come ciales o COTS (“Comme cial-O -The-Shel ”), ya que cada ez son más
popula es en los ámbi os ae onáu icos y espaciales en los que la adiación es á muy
p esen e. El mo i o del uso de es e ipo de memo ias es su bajo cos e y su iabilidad
an e es os e en os g acias a los códigos de co ección de e o es ya mencionados en
la sección 1.3.3 Mi igación po edundancia.
Muchos disposi i os ac uales pe mi en el uso de la écnica “Dynamic Vol age
Scaling” (DVS) pa a un uso óp imo de la ene gía. El obje i o del DVS es consegui
educi el consumo de ene gía de los componen es que más consuman cuando no
necesi en an o ol aje y de es a o ma aho a esa ene gía.
Como consecuencia, y como ya se ha obse ado en p e ios es udios [31] [32],
al educi se el ol aje, se aumen a la p obabilidad de apa ición de SBUs/MCUs, po lo
an o, an o en es e como en el es o de los expe imen os analizados, se ealiza on
di e en es ondas de i adiación con di e en es ol ajes pa a es udia cómo a ec a es e
ac o a la apa ición de SBUs y MCUs.
Vol aje
(V)
SBU
2-bi
3-bi
4-bi
5-bi
6-bi
7-bi
8-bi
9-bi
10-
bi
0.50
1645
96
12
8
2
0
0
0
0
1
0.60
1385
89
10
3
0
0
0
0
0
0
0.70
1215
96
13
3
1
1
0
0
0
0
0.80
1065
97
15
4
0
0
0
0
0
0
0.90
876
99
12
4
0
0
0
0
0
0
1.00
734
79
16
5
0
1
1
0
0
0
1.20
623
69
7
0
0
0
0
0
0
0
3.30
86
12
2
1
0
0
0
0
0
0
Tabla 1. Resul ados del expe imen o [28].
37
Las p uebas de es e p ime expe imen o se ealiza on en a ias ondas de
i adiación con neu ones a 14.2 MeV en el “GEne a o o NEu ons Pulsed and In ense”
(GENEPI2) con una memo ia de 90-nm ab icada po In ineon Technologies
(CY62167EV30LL-45ZXI). Los esul ados ob enidos se mues an en la Tabla 1.
En es e caso, los da os apo ados no mues an di ec amen e el núme o de bi lips
po cada onda, pe o sí el núme o o al de SBUs y MCUs con di e sas mul iplicidades
(de 2 a 10). Po an o, pa a ob ene el núme o de bi lips de cada expe imen o solo hace
al a suma odos los e en os mul iplicados po su mul iplicidad co espondien e
ob eniendo así el esul ado de la Tabla 2.
Vol aje (V)
Núme o o al de bi lips
0.50
1925
0.60
1605
0.70
1469
0.80
1320
0.90
1126
1.00
973
1.20
782
3.30
120
Tabla 2. Núme o o al de bi lips obse ados en las ondas expe imen ales de [28].
Adicionalmen e, cabe menciona que la memo ia u ilizada es aba di idida en dos
módulos iguales y que, debido a un e o , uno de ellos quedó inope a i o, po lo que los
esul ados ob enidos se ían los co espondien es a los de una memo ia 1Mx8 bi s. Al
in oduci es os pa áme os en la aplicación, se ob ienen los esul ados de la Figu a 40.
Figu a 40. Análisis de la p obabilidad de apa ición de alsos MCUs, pa a una memo ia de amaño = 1MX8
bi s y D = 3. Mé odo MD.

38
Como se puede obse a en la Figu a 40, la p obabilidad máxima de apa ición
de alsos MCUs (99%) se p oduce a pa i de los 1795 bi lips, lo cual si úa la mayo ía
de las ondas de i adiación po debajo de es e umb al. En es e caso se decidió ealiza
ondas de i adiación de muy poco iempo pa a op imiza el escaso iempo disponible
del que se disponía en el acele ado . La consecuencia de i “a ciegas” ue ob ene , en
algunas de las ondas, muy pocos esul ados, lo cual limi ó la calidad de las
conclusiones ob enidas en ese expe imen o al no se es adís icamen e muy ue es.
Es o se obse a de o ma muy cla a en las p uebas co espondien es a 1.2V y a
3.3V, donde los e en os múl iples de más de 3 bi s son p ác icamen e inexis en es. Si
la aplicación que se ha desa ollado en es e T abajo de Fin de G ado hubiese es ado
disponible an es de la ealización del expe imen o, hab ía sido de g an ayuda pa a que
los in es igado es pudie an ajus a la ex ensión del expe imen o pa a una u ilización
óp ima del escaso iempo del que se disponía en el acele ado .
4.2.2 Segundo expe imen o
La idea de ás de es e segundo expe imen o ue e o za los esul ados
ob enidos del p ime o e i ando el e o que se p odujo en aquella ocasión. Es as
p uebas [29] u ie on luga en Mayo del 2017 en el acele ado GENEPI2 exponiendo las
memo ias a lujos de neu ones a con una ene gía media de 14.2 MeV en un ango de
2.00×107 a 2.41×107 𝑛/𝑐𝑚2/𝑠. En es e caso se usa on 3 memo ias de In ineon
Technologies de 65-nm (CY 62167GE30-4 5ZXI), 90-nm (CY 62167EV 30LL 45ZXI) y
130-nm (CY 62167DV 30LL 55ZXI) espec i amen e.
Du ación (mins.)
Vol aje (V)
Bi lips
3
0.72
4393
3
0.8
3876
3
0.9
3515
3
1
3163
3
1.1
2976
3
1.2
2878
3
1.3
2565
3
1.4
2342
3
1.5
2244
3
1.7
1670
3
2
1188
3
2.5
824
3
2.8
543
3
3.17
516
5
3.17
4160
3
3.17
475
5
3.17
3929
Tabla 3. Resul ados del expe imen o [29] pa a la memo ia de 130-nm.
En la Tabla 3 se mues an los esul ados pa a la memo ia de 130-nm, los cuales
ue on muy simila es a los de la memo ia de 90-nm [29]. A con inuación, en la Tabla 4
se mues an los esul ados de la memo ia de 65-nm, que e a ecnológicamen e muy
di e en e a las o as 2 y que, además, implemen aba un código de co ección de e o es
que hubo que desac i a pa a ealiza los expe imen os.
39
Du ación (mins.)
Vol aje (V)
Bi lips
2
0.8
1276
2
0.9
1109
2
1
876
2
1.1
885
5
1.3
1854
2
1.5
734
5
2
1756
5
2.5
1708
5
3.17
1850
Tabla 4. Resul ados del expe imen o [29] pa a la memo ia de 65-nm.
Al compa a es os da os con los ob enidos de la aplicación en la Figu a 41, se
puede obse a que a pa i de 2538 bi lips, la p obabilidad de encon a se con alsos
MCUs es del 99% o supe io . Po lo an o, en el caso de la memo ia de 130-nm la
si uación es la con a ia a la del p ime expe imen o, en la cual el esul ado de
desconoce la p obabilidad de alsos MCUs conlle ó que el in es igado no pudiese
ajus a la du ación del expe imen o a una donde hubiese una p obabilidad azonable de
apa ición de alsos MCUs y que, en 9 ocasiones se supe ase ese umb al de 2538 bi lips,
dándose ci as muy supe io es en algunas de ellas.
Figu a 41. Análisis de la p obabilidad de apa ición de alsos MCUs, pa a una memo ia de amaño = 2MX8
bi s y D = 3. Mé odo MD.
Al e na i amen e, al con as a los da os de la memo ia de 65-nm, odos los
esul ados quedan en la zona de la g á ica donde es a p obabilidad es más baja ya que
el caso en el que más bi lips se obse an son 1854 (pa a un ol aje de 1.3V) la
p obabilidad es de ocu encia de alsos MCUs en ese caso ue del 91,4%.
40
4.2.3 Te ce expe imen o
Como se ha obse ado en los an e io es expe imen os, el ol aje de alimen ación
es un ac o a ene en cuen a ya que a ec a a la sensibilidad de la memo ia en e a la
adiación. Po ello, es e e ce expe imen o [30] se cen a en analiza el impac o que el
DVS iene en la iabilidad de las SRAMs.
Las p uebas [30] ue on ealizadas en Ma zo del 2021 en el Ins i u Laue-
Lange in (ILL) usando el acele ado de neu ones é micos "The mal and Epi he mal
Neu on I adia ion S a ion" (TENIS) usando las 3 mismas memo ias de In ineon
Technologies que en el expe imen o 2. Pa a cada memo ia se ealiza on p uebas con
angos de ol ajes en e 0.5 y 3.23 V exponiéndolas a un lujo de 2.86×109 𝑛/𝑐𝑚2/𝑠.
Los esul ados se mues an en la Tabla 5 y la Tabla 6.
Vol aje (V)
Bi lips obse ados
65-nm
90-nm
130-nm
3.23
184
716
519
3
189
744
562
2.5
174
696
552
2
153
804
564
1.5
160
766
810
1
446
1044
1606
0.9
565
1392
2110
0.85
710
1498
2396
0.8
975
1756
2938
0.75
1148
1976
3474
0.7
-
2564
4230
0.65
-
3252
4862
0.6
-
3752
6098
0.55
-
4834
7800
0.5
-
6004
9296
Tabla 5. Resul ados del expe imen o [30] (1).
Vol aje (V)
Bi lips obse ados
65-nm
90-nm
130-nm
3.23
181
624
510
3
182
646
478
2.5
175
646
428
2
177
654
750
1.5
161
682
788
1
437
926
1620
0.9
645
1254
2042
0.85
760
1438
2376
0.8
935
1722
2852
0.75
1228
2056
3318
0.7
-
2610
3860
0.65
-
3090
4714
0.6
-
3848
5956
0.55
-
4972
7320
0.5
-
6066
9142
Tabla 6. Resul ados del expe imen o [30] (2).
41
En las es columnas de la de echa de la Tabla 5 y la Tabla 6 se ep esen an el
núme o de bi lips obse ados en cada p ueba que se ealizó. Al igual que en los 2
expe imen os an e io es, si es a aplicación hubiese es ado disponible an es de la
ealización de es e expe imen o, los in es igado es pod ían habe consul ado de o ma
p e en i a cuál es el máximo núme o de bi lips que se debe ían obse a pa a mode a
la p obabilidad de apa ición de alsos MCUs bajo un cie o umb al. Sin emba go, en
aquella ocasión (y en las an e io es, que ya se han explicado), es as p uebas ue on
ealizadas a ciegas.
En es e expe imen o, la si uación es la misma a la de la memo ia de 130-nm del
segundo expe imen o, donde un g an po cen aje de las p uebas ealizadas supe an la
p obabilidad del 99% de alsos MCUs (que, igual que en el expe imen o 2, se consigue
con 2538 bi lips). Po lo an o, el in es igado pod ía habe u ilizado, en ambas
si uaciones, la in o mación de la aplicación pa a mode a el iempo de exposición en e
a la adiación y así ob ene da os expe imen ales con menos e o es po onda de
i adiación, pe o con una p obabilidad de apa ición de alsos e en os múl iples
o almen e con olada. En aquel caso, es a si uación se co igió a pos e io i, u ilizando
las ecuaciones (5) y (6) (explicadas en la sección 2.2) pa a es ima el núme o de alsos
MCUs y es ándolo al núme o o al de MCUs obse ados. No obs an e, es a no esul a
una me odología ideal pa a un análisis exhaus i o de los esul ados, ya que, si bien así
se puede es ima con p ecisión el núme o de MCUs que e dade amen e ocu ie on en
el expe imen o, la exis encia de alsos MCUs limi a la capacidad de un análisis más
p o undo de los e en os que ocu ie on, como po ejemplo su “ o ma” (es deci , si
a ec a on a celdas o ganizadas ho izon al o e icalmen e), u o os aspec os de in e és.