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Servicio avanzado de validación y verificación con inyección de fallos en sistemas digitales y basados en microprocesador

Instituto Universitario de Tecnologías de la Información y Comunicaciones

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Los sistemas críticos y autónomos utilizados en sectores como el aeroespacial, el transporte inteligente, la energía o la defensa deben garantizar un comportamiento seguro y fiable incluso ante fallos. En particular, los sistemas digitales basados en microprocesadores, microcontroladores, SoC, FPGA y arquitecturas de computación embebida son especialmente sensibles a errores en hardware, software, comunicaciones o algoritmos de control, que pueden acarrear consecuencias graves, desde pérdidas económicas hasta riesgos para las personas. Por ello, las empresas necesitan validar y verificar que sus sistemas de cómputo y de control digitales responden adecuadamente ante condiciones anómalas y escenarios de fallo realistas.
Habitualmente, la validación de estos sistemas se realiza mediante pruebas funcionales, simulaciones convencionales y análisis teóricos, que no siempre permiten detectar comportamientos inesperados ante fallos internos a nivel de arquitectura digital o ejecución del software. En muchos casos, la ausencia de herramientas comerciales especializadas obliga a asumir riesgos residuales o a detectar errores en fases tardías del desarrollo o incluso durante la operación del sistema, con el consiguiente incremento de costes.
Desde el Área de Sistemas Tolerantes a Fallos (STF) del Instituto ITACA de la Universitat Politècnica de València (UPV) se ofrece un servicio avanzado de validación y verificación mediante inyección de fallos en sistemas digitales y plataformas de cómputo embebidas, que permite analizar de forma controlada cómo responde un sistema ante fallos deliberadamente introducidos en sus componentes hardware y software.
Este enfoque proporciona una evaluación más realista de la tolerancia a fallos, la robustez y la seguridad funcional de arquitecturas basadas en microprocesadores y en sistemas digitales complejos, lo que permite acelerar la detección de vulnerabilidades y reducir los riesgos técnicos y económicos. La propuesta se ofrece como servicio especializado, adaptable a cada cliente y alineado con los procesos de certificación.

Responsable científico

Ruiz García Juan Carlos

Participantes

Ruiz García Juan Carlos, Gil Tomás Daniel Antonio, Gil Vicente Pedro Joaquín, Saiz Adalid Luis José, Gracia Morán Joaquín, Andrés Martínez David de, Baraza Calvo Juan Carlos

Aplicaciones

Este servicio puede aplicarse, entre otros, a los siguientes ámbitos, siempre en el contexto de sistemas digitales y plataformas de cómputo embebidas: · Validación de sistemas aeroespaciales basados en computación embarcada: satélites LEO, sistemas de control digital, comunicaciones espaciales, rovers. · Evaluación de sistemas de transporte inteligente y de vehículos autónomos. · Análisis de sistemas industriales y energéticos con control digital: PLCs, sistemas SCADA, controladores embebidos, automatización. · Verificación de sistemas de defensa y de plataformas autónomas con arquitecturas de cómputo distribuidas. · Validación de sistemas embebidos críticos con requisitos de alta fiabilidad. · Evaluación de sistemas con inteligencia artificial embarcada (visión artificial, redes neuronales convolucionales) ejecutados en hardware digital.

Ventajas técnicas

· Detección temprana de fallos críticos en hardware digital y software, reduciendo los costes de rediseño y mantenimiento. · Evaluación realista del comportamiento del sistema ante fallos internos en memorias, procesadores, buses, periféricos y capas de software. · Mejora de la seguridad funcional y de la fiabilidad global del sistema. · Reducción del riesgo en las fases de despliegue y operación. · Generación de evidencias técnicas útiles para procesos de certificación (p. ej., ISO 26262 y normativas afines).

Beneficios que aporta

· Ahorro de tiempo y recursos frente a pruebas tradicionales menos exhaustivas. · Servicio flexible y a medida, sin necesidad de que el cliente invierta en complejas herramientas propias.

Experiencia relevante

El servicio se apoya en la amplia experiencia de más de 25 años del Área de Sistemas Tolerantes a Fallos del Instituto ITACA de la UPV en el diseño y la validación de sistemas digitales críticos, así como en técnicas avanzadas de inyección de fallos. El grupo cuenta con una amplia trayectoria en proyectos nacionales e internacionales de transporte inteligente, sistemas embebidos e industriales. Además, dispone de experiencia en el uso de infraestructuras de computación de alto rendimiento (HPC) para la ejecución de campañas de pruebas intensivas y en el trabajo con arquitecturas y metodologías propias de entornos regulados. Esta combinación de conocimiento teórico y práctico proporciona al cliente confianza técnica y rigor metodológico en la validación de sus sistemas.