Методика комбинированного резервирования в самосинхронных схемах

Бесплатный доступ

Одной из актуальных проблем в области самосинхронной схемотехники - ССС является обеспечение отказоустойчивости. При этом основное внимание уделяется активной отказоустойчивости. Для обеспечения пассивной отказоустойчивости ССС можно было бы применить, например, так называемое троирование - три канала цифрового автомата, битовые выходы которых поступают на три входа мажоритарного элемента, реализующего мажоритарную функцию (выбора "два из трех" >2). Но тогда нарушается основной принцип само-синхроники - полумодулярность, что фиксируют существующие средства анализа корректности ССС. Авторами предложено комбинированное резервирование на основе транзисторных структур, парирующие отказы части транзисторов, возникающие в результате воздействия радиации и других негативных факторов. Однако такое резервирование возможно не всегда в силу ограничений Мида и Конвей. В статье предлагается методика комбинированного резервирования ССС с помощью транзисторных структур, обеспечивающая достижение заданной вероятности безотказной работы.

Еще

Самосинхронная схемотехника - ссс, кмдп-транзистор, резервирование вероятность безотказной работы, методика декомпозиции, транзисторная структура, расчетверение

Короткий адрес: https://sciup.org/14730083

IDR: 14730083   |   УДК: 681.32   |   DOI: 10.17072/1993-0550-2016-4-63-67

Method of combined redundancy for self-timed technology

One of the current problems concerning self-timed circuits (STC) is the issue of providing fault tolerance. The main attention is given to active fault tolerance. To provide passive fault tolerance of a STC, one could apply, e.g., so called triplication - three channels of a digital machine whose bit outputs are connected with three inputs of the majority element, implementing the majority function (choice "2-of-3" > 2). However, in this case the basic principle of self-timed technology -its semimodularity - is violated, which is registered by the existing tools for analyzing a STC correctness. The authors propose a method of combined redundancy based on transistor structures, rejecting faults of some transistors resulting from exposure to radiation and other negative factors. However, such redundancy is not always possible and is subject to limitations of Mead and Conway. The article presents a method of combined redundancy for STC with the use of transistors, allowing one to achieve a set probability of failure-free performance.

Еще

Список литературы Методика комбинированного резервирования в самосинхронных схемах

  • Muller D. E., Bartky W. S. A theory of asynchronous circuits//Proc. Int Symp. On the Theory of Switching. P. 1. Harvard University Press, 1959. P. 204-243.
  • Апериодические автоматы/под ред. В.И. Варшавского. М: Наука, 1976. С. 304.
  • Варшавский В.И., Мараховский В.Б., Розенблюм Л.Я. и др. § 4.3 Апериодическая схемотехника, в кн. Искусственный интеллект, т. 3: Программные и аппаратные средства/под ред. В.Н. Захарова и В.Ф. Хорошевского. М.: Радио и связь, 1990.
  • Yakovlev A. Energy-modulated computing//Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE), 2011. IEEE, 2011. С. 1-6.
  • Степченков Ю.А., Денисов А.Н., Дьяченко Ю.Г. и др. Библиотека элементов для проектирования самосинхронных полузаказных микросхем серий 5503/5507 и 5508/5509. М.: ИПИ РАН, 2008. 296 с.
  • Hollosi B. et al. Delay-insensitive asynchronous ALU for cryogenic temperature environments//Circuits and Systems. 2008.
  • MWSCAS 2008. 51st Midwest Symposium on. IEEE. 2008. С. 322-325.
  • Проблемы создания отечественной элементной компонентной базы. URL: http://www.electronics.ru/journal/article/295. (дата обращения: 27.06.2015).
  • Инновационный комплекс МИЭТ. URL: http://miet.ru/content/s/200 (дата обращения: 27.06.2015).
  • Базовые матричные кристаллы. URL: http://www.asic.ru/index.php?option=com_cont ent&view=article&id=52&Itemid=92 (дата обращения: 27.06.2015).
  • Гаврилов С.В., Денисов А.Н., Коняхин В.В., Макарцева М.М. САПР "Ковчег 3.0" для проектирования микросхем на БМК серий 5503, 5507, 5521 и 5529. М., 2013. 295 с.
  • Денисов А.Н., Фомин Ю.П., Коняхин В.В. и др. Библиотека функциональньгх ячеек для проектирования полузаказных микросхем серий 5503 и 5507//под общ. ред. А.Н. Саурова. М.: Техносфера, 2012. 304 c.
  • МЦСТ. Микропроцессор нового поколения Эльбрус 2С+ URL:http://www.mcst.ru/modul-comexpress (дата обращения: 28.06.2015).
  • Федеральное государственное учреждение "Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук". URL: https://www.niisi.ru/(дата обращения: 28.06.2015).
  • ОАО КБ "Корунд-М". URL: http://www. korund-m.ru/(дата обращения 28.06.2015).
  • Donald C. Mayer, Ronald C. Lacoe. Designing Integrated Circuits to Withstand Space Radiation. Vol. 4, № 2, Crosslink. URL: http://www.aero.org/publications/crosslink/summer2003/06.html (дата обращения: 20.05.2015).
  • Юдинцев В. Радиационно-стойкие интегральные схемы. Надежность в космосе и на земле//Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2007. № 5. С. 72-77. ISSN 1992-4178. URL: http://www.electronics.ru/files/article_pdf/0/article_592_363.pdf (дата обращения: 29.05.2015).
  • Чекмарёв С.А. Способ и система инъекции ошибок для тестирования сбоеустойчивых процессоров бортовых систем космических аппаратов//Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. акад. М.Ф. Решетнева. Вып. 4 (56). 2014. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/sposob-i-sistema-inektsii-oshibok-dlya-testirovaniya-sboeustoychevyh-protsessorov-bortovyh-sistem-kosmicheskih-apparatov (дата обращения: 16.12.2015).
  • ГОСТ Р 53480-2009. Надежность в технике. Термины и определения. IEC 60050 (191): 199012 (NEQ). М.: Стандартинформ, 2010.
  • ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2019.
  • Stuck-atfault. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Stuck-at_fault (дата обращения: 28.05.2015).
  • Бородин В.А. и др. Отказоустойчивые вычислительные системы. МО СССР, 1990. С. 55.
  • Тюрин С.Ф., Каменских А.Н. Анализ отказоустойчивой самосинхронной реализации двоичного сумматора//Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2014. № 1(9). С. 25-39.
  • Kamenskih, A.N., Tyurin, S.F. Features that provide fault tolerance of self-synchronizing circuits//Russian Electrical Engineering. 2015. P. 672-682.
  • Tyurin S.F., Kamenskih A.N. Research into the reservation of logic function at transistor level. В мире научных открытий. 2014. № 10(58). С. 232-247.
  • Ульман Дж. Д.Вьнислительные аспекты СБИС/пер. с англ. А.В. Неймана/под ред. П.П. Пархоменко. М.: Радио и связь, 1990. 480 с.
Еще