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Aranda, Luis AlbertoAutor (correspondencia)
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Reliability Analysis of the SHyLoC CCSDS123 IP Core for Lossless Hyperspectral Image Compression Using COTS FPGAs

Publicado en:Electronics. 9 (10): 1681- - 2020-10-01 9(10), DOI: 10.3390/electronics9101681

Autores: Aranda, Luis Alberto; Sanchez, Antonio; Garcia-Herrero, Francisco; Barrios, Yubal; Sarmiento, Roberto; Maestro, Juan Antonio

Afiliaciones

Univ Antonio Nebrija, ARIES Res Ctr, Pirineos 55, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
Univ Las Palmas Gran Canaria, Inst Appl Microelect, Las Palmas Gran Canaria 35001, Spain - Autor o Coautor

Resumen

Hyperspectral images can comprise hundreds of spectral bands, which means that they can represent a large volume of data difficult to manage with the available on-board resources. Lossless compression solutions are interesting for reducing the amount of information stored or transmitted while preserving it at the same time. The Hyperspectral Lossless Compressor for space applications (SHyLoC), which is part of the European Space Agency (ESA) IP core's library, has been demonstrated to meet the requirements of space missions in terms of compression efficiency, low complexity and high throughput. Currently, there is a trend to use Commercial Off-The-Shelf (COTS) on-board electronic devices on small satellites. Moreover, commercial Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) have been used in a number of them. Hence, a reliability analysis is required to ensure the robustness of the applications to Single Event Upsets (SEUs) in the configuration memory. In this work, we present a reliability analysis of this hyperspectral image compression module as a first step towards the development of ad-hoc fault-tolerant protection techniques for the SHyLoC IP core. The reliability analysis is performed using a fault-injection-based experimental set-up in which a hardware implementation of the Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS) 123.0-B-1 lossless compression standard is tested against configuration memory errors in a Xilinx Zynq XC7Z020 System-on-Chip. The results obtained for unhardened and redundancy-based protected versions of the module are put into perspective in terms of area/power consumption and availability/protection coverage gained to provide insight into the development of more efficient knowledge-based protection schemes.

Palabras clave
Fault injectionFpgaHyperspectral image compressionRedundancyReliabilitySoft errors

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Electronics debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2020, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Signal Processing. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada en el Cuartil Q3 para la agencia WoS (JCR) en la categoría Engineering, Electrical & Electronic.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir del Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions, arroja un valor de: 2.15, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: Dimensions May 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-05-23, el siguiente número de citas:

  • WoS: 5
  • Scopus: 11
  • OpenCitations: 9
Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-05-23:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 21 (PlumX).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Aranda Barjola, Luis Alberto) .

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido Aranda Barjola, Luis Alberto.