Комбинированное резервирование энергоэффективной программируемой логики для критических областей применения
Автор: Прохоров А.С., Тюрин С.Ф.
Журнал: Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика @vestnik-psu-mmi
Рубрика: Информатика. Информационные системы
Статья в выпуске: 3 (38), 2017 года.
Бесплатный доступ
Получены выражения, описывающие комбинированное резервирование программируемой логики для энергоэффективных, но критических областей применения, например для аппа-ратуры космических аппаратов. Анализируются варианты реализации резервирования на транзисторном уровне и резервирования каналов. Показано, что оптимальные решения ле-жат в области комбинирования различных вариантов и могут обеспечить достижение ми-нимума энергопотребления при заданной надежности.
Программируемая логика, отказо- и сбоеустойчивость, логическая функция
Короткий адрес: https://sciup.org/14730123
IDR: 14730123 | УДК: 681.32 | DOI: 10.17072/1993-0550-2017-3-82-86
Combined redundancy of the energy-efficient programmable logic for critical applications
Expressions are obtained describing the combined redundancy of programmable logic for energy-efficient but critical applications, for example, for spacecraft apparatus. The paper analyzes options for implementing redundancy at the transistor level and channel redundancy. It is shown that the optimal solutions lie in the field of combining different options and can ensure the achievement of the minimum energy consumption for a given reliability.
Список литературы Комбинированное резервирование энергоэффективной программируемой логики для критических областей применения
- Kharchenko V., Kondratenko Y., Kacprzyk J. (Eds.): Green IT Engineering: Concepts, Models, Complex Systems Architectures, Studies in Systems, Decision and Control, Vol. 74. Berlin. Heidelberg: Springer International Publishing, (2017), DOI: 10.1007/978-3-319-44162-7.
- Tyurin S., Kamenskih A. Green Logic: Models, Methods, Algorithms. In book: Green IT Engineering: Concepts, Models, Complex Systems Architectures, Studies in Systems, Decision and Control, V. Kharchenko, Y. Kondratenko, J. Kacprzyk (Eds.), Vol. 74. Berlin, Heidelberg: Springer International Publishing, 69-86 (2017), DOI: 10.1007/978-3-319-44162-7_13
- Julien Lamoureux and Wayne Luk. An Overview of Low-Power Techniques for Field-Programmable Gate Arrays. URL: http://www.doc.ic.ac.uk/~wl/papers/08/ahs08 jl.pdf (дата обращения: 04.07.2017).
- Varghese George, Hui Zhang, Jan Rabaey. The Design of a Low Energy FPGA. URL: https://courses.cs.washington.edu/courses/cse 591n/07au/papers/p116.pdf (дата обращения: 09.12.2016).
- Fred Wickersham. Design techniques for FPGA power optimization. URL: http://signal-processing.milembedded.com/articles/design-techniquesfpga-power-optimization/(дата обращения: 13.03.2017).
- Mehta, Nikil. An ultra-low-energy, variationtolerant FPGA architecture using componentspecific mapping. Dissertation (Ph.D.), California Institute of Technology. (2013) Available at: URL: http://thesis.library.caltech.edu/7226/1/Nikil-Mehta-2013.pdf (accessed: 09.12.2016).
- Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: учебное пособие. СПб.: 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: БХВ-Петербург, 2007. 782 с.
- А. Строгонов, С. Цыбин. Программируемая коммутация ПЛИС: взгляд изнутри. URL: http://www.kite.ru/articles/plis/2010_11_56.p hp (дата обращения: 13.03.2017).
- Золотуха Р., Комолов Д. Stratix III -новое семейство FPGA фирмы Altera. URL: http://kit-e.ru/assets/files/pdf/2006_ 12_30.pdf (дата обращения: 14.03.2017).
- Виды программируемой логики. URL: http://www.pvsm.ru/programmirovanie/8781 0 (дата обращения: 10.06.2017).
- Programmable Logic Devices. URL: http://ee.sharif.edu/~logic_circuits_t/readings/PLD.pdf (дата обращения: 04.06.2017).
- Austin James Womac. The Characterization of a CMOS Radiation Hardened-by-Design Circuit Technique. URL: http://trace.tennessee.edu/cgi/viewcontent.cgi ?article=2832&context=utk_gradthes (дата обращения: 04.07.2017).
- ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1990. 42 с.
- Надежность и эффективность в технике: справочник: в 10 т./ред. совет во главе с В.С. Авдуевским (предс.) . Т.2: Математические методы в теории надежности и эффективности/под ред. Б.В. Гнеденко. М.: Машиностроение, 1987. 280 с.
- Тюрин С.Ф., Вихорев Р.В. Программируемое логическое устройство. Патент РФ № 2573732. Опубл. БИ № 3 27.01.2016.
- CPLD (Complex Programmable Logic Device). URL: http://www.myshared.ru/slide/981511/(дата обращения: 09.06.2017). А. С. Прохоров, С. Ф. Тюрин
- Carl Carmichael. Triple Module Redundancy Design Techniques for Virtex FPGAs URL: https://www.xilinx.com/support/documentaion/application_notes/xapp197.pdf (дата обращения: 07.06.2017).
- Xilinx Reduces Risk and Increases Efficiency for IEC61508 and ISO26262 Certified Safety Applications. WP461 (v1.0) April 9, 2015. URL: http://www.xilinx.com/support/documentation/white_papers/wp461functional-safety.pdf (дата обращения: 20.12.2016).
- QPro Virtex-II 1.5V Platform FPGAs. DS122 (v3.0) April 7. 2014. URL: http://www.xilinx.com/support/documentatio n/data_sheets/ds122.pdf (дата обращения: 20.12.2016).
- Kamenskih, A.N., Tyurin. The development of basic logic element for strictly self-timed FPGA. International Conference on Information and Digital Technologies, IDT 2015. P. 128-131 DOI: 10.1109/DT.2015.7222962
- Ульман Дж. Д. Вычислительные аспекты СБИС/пер. с англ. А.В. Неймана/под ред. П.П. Пархоменко. М.: Радио и связь, 1990. 480 с.
