没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
首页数据堆栈处理器容错体系结构:合法引用与知识产权保护
"该文档标题为“知识产权警告:合法引用与严禁侵权”,旨在强调学术界对于知识产权的尊重和保护。它阐述了在撰写和分享学术成果时的法律义务,特别是当涉及到长期研究工作和博士学位论文时。作者明确指出,其作品受到知识产权法的保护,包括但不限于《知识产权法》第122条第4款和条款L335.2-L335.10,提供了相应的政府网站链接作为参考。 在内容上,文档首先探讨了操作安全性和容错性的核心概念,指出系统故障可能带来的后果,以及如何通过功能安全、冗余技术和故障预防、排除、预测以及容忍度来提高系统的安全性。论文设计部分详细地讨论了错误检测和更正方法,如材料冗余、时间冗余和信息冗余的运用,这些都是在数据堆栈处理器中实现容错日志式体系结构的关键。 此外,论文提到了严格的引用规范,强调了学术诚信的重要性,任何未经授权的抄袭、伪造或非法复制行为将面临刑事诉讼。文档还包含了论文作者的个人信息,如联系信息(ddoc-theses-contact@univ-lorraine.fr),以及评审团成员和指导教师的名单,以及梅斯保罗魏尔伦大学的相关信息,如论文的提交日期、专业领域等。 在整个论文过程中,作者遵循了学术界的良好实践,确保了对他人研究成果的尊重,同时也保护了自己的知识产权。这份文档不仅是一篇科研论文,也是教育机构对于知识产权保护和学术规范的生动示例,对于所有进行学术活动的人来说,具有重要的指导意义。"
资源详情
资源推荐
第一章
功能安全性和容错性
为关键的实时应用设计和开发嵌入式系
统是一项复杂的任务
这些系统不仅必须保证在最后期限内作出
反应
由其物理环境设置,但也可靠地这样做,尽管存在故障
[Pow10]
。近年来,对容错处理器的
需求不断增长
[Che08]
,并可能成为标准。虽然在过去,容错一直是高度专业化应用(如安
全关键型系统)的专属领域,但现代设计趋势涉及更敏感的电路,这导致实时系统至少具有
一些容错因此,容错是新一代系统的一个重要需求,而且还在不断增长
现代社会制度是以自动化工业为中心的。在一些敏感的工业部门,即使是一个简单的故
障也可能导致数百万美元的损失(例如银行或股票市场),甚至导致人员伤亡(例如空中交
通管制系统)。汽车、航空电子和发电等行业需要可靠的操作、性能和实时响应能力,以避
免灾难性故障。在表1中,对控制系统故障的每小时成本进行了比较,以说明工业部门对安
全运行的重要性
TABLE 1.1
应用范围
成本
(
C/h
)
移动电话运营商
40k
航空公司
90K
银行自动机
250
万
汽车工业
6M
证券交易所
6.5
米
13
14
第一章操作安全性和容错性,以及
表1中的大多数系统基于嵌入式系统。容错处理器的设计是可靠嵌入式应用的基本要求之
一。因此,我们建议设计一种处理器,以消除(容忍)由SEU引起的瞬态故障。在本介绍性
章节中,我们将介绍与容错相关的基本概念和术语。本章分为三个主要部分:第一部分描述
了增加故障概率的当前趋势以及故障的来源和后果第二部分讨论了可靠处理器的概念,第三
部分探讨了实现安全操作的方法
1.1 有问题
多年来,研究人员一直关注绩效问题。由于他们的不懈努力,近年来,在技术因素的帮
助下,他们提高了处理器的整体性能然而,摩尔定律定义的极限已经达到其饱和水平,并且
由于不断增加的物理缺陷,观察到操作安全性降低。追求高性能的各种趋势增加了对可靠体
系结构的需求其中一些
更精细的技术
/
设计规模
虽然晶体管和连接尺寸的减小不断当晶体管暴露于高能电离辐射时
,
会产生
电子
-
空穴
对
[SSF
+
08]
。晶体管的源极和
dif
融合区
积累了可以反转晶体管逻辑状态的电荷预计到
2015
年将
减少到
18
纳米以下的粒度将严重威胁到下一代技术
[RYKO11]
。对于瞬态故障,较小的电路
当噪声裕度减小时,高能粒子的冲击可能干扰电路上的负载的可能性增加,这反过来又增加
了瞬态故障的可能性。类似地,出于能效原因而实现
每个芯片
电路中的晶体管越多,连接它们所需的导线就越多,从而在这些器件的制造和操作过程
中出现故障的可能性就越大由于晶体管数量较多,现代处理器更容易出现故障
1.1.
有问题的
15
和寄存器。此外,温度是瞬态或永久故障的另一个因素。芯片中的器件越多,从电源中消耗
的功率就越多
更复杂的体系
与过去的架构相比,今天的处理器更加复杂,这增加了设计错误的可能性。
D’autre part,
cela rend également difficile le débo- gage
研究工作正集中在提高系统性能而不增加电路灵敏
度的替代方法上,但不幸的是,已经达到了瓶颈,这些更复杂的解决方案使调试成为一项更
困难的
简而言之,器件对电离辐射(可能导致暂时性误差,称为
"
软
"
)、由于电源电压或温度
波动引起的工作点变化以及静电漏电流引起的寄生效应越来越敏感[ITR07]。更改尺寸、噪
声容限或电源电压等参数
在不久的将来,由于现代处理器的小尺寸和高频率,由于已经达到饱和水平,现代处理
器的故障趋势将增加,导致逻辑电路和存储器中软错误率的增加为了确保电路的完整性,容
错必须是现代电路设计中的重要考虑因素。一个可靠的系统必须知道对可能的错误的容忍机
制。
1.1.1
常见故障源及其后果
今天这些粒子可以包括太阳产生的宇宙射线
对于空间应用,由于恶劣的辐射环境,容错是一项要求。随着制造技术向更精细的几何
形状发展,
SEU
的可能性也在增加。在当今的技术中,功能安全性由辐射引起的
软
误差对数
字电路的安全操作构成越来越大的威胁,即使是在
16
第一章操作安全性和容错性,以及
在地面应用中[Nic10]。
图1.1粒子在其尾流中产生电子-空穴对,从而产生电荷扰动[MW 04]
瞬变故障可能由芯片上的干扰引起,如电源噪声研究人员已经确定了半导体中软误差的
三个主要来源其次,来自宇宙辐射的高能中子可能通过中子与硅核反应产生的二次离子在半
导体器件中诱发
软
误差[ZL09],如图1.1所示,其中单个高能中子破坏了整个电路的内部电荷
分布第三,内部误差的来源这最近被确定为使用
BPSG
制造的
SRAM
中软错误的主要来源
图1.2显示了高能粒子撞击衬底并导致其电离时可能发生的事件序列。这种电离可以产生
一组电子-空穴对,这些电子-空穴对产生一个瞬变电流,该电流被注入到这个节点中根据该
电流脉冲的幅度和持续时间,瞬态电压脉冲可能出现在被击中的节点处。这被定性为故障。
有一个故障延迟期,它定义了故障在电路中表现为错误所需的时间。仅当该节点的瞬态电压
改变存储元件的逻辑(触发器或触发器),从而产生位反转(位翻转)时,才会发生这种情
况如果此切换的内容用于某个操作,则此
位翻转
可能会产生错误然而,从点
1.1.
有问题的
17
电离
瞬
变电流
瞬态电压脉冲
故障的影响
从应用的角度来看,该错误不一定表现为系统故障。还有一个错误延迟,它定义了错误成为
系统故障所通常用于表示可测量效果的术语
误差
F图 1.2
由单个电离粒子的撞击产生的能量沉积产生的效应图1.3列出了最相关的EES。
单事件反转
(SEU)
SEU通常是由单个高能粒子撞击引起的瞬变信号引起的暂时误差在[Bau05]中指出,当辐
射引起大到足以反转存储器单元、寄存器、锁存器或触发器的状态的电荷扰动时,就会发生
这种情况
SEU是一个非常严重的问题,因为它是数字系统中故障的主要来源之一[Nic10]。它可能
会对鲁棒计算的未来构成严重威胁[RK09],需要认真关注。它可以表示为SBU(
单位偏移
)
或
MBU
(
多位偏移
)。
单位反置
(
SBU
)和
多位反
置(
MBU
)
SBU是由于导致位反转的辐射而引起的单个事件,而MBU是由于导致多于一个位反转的
辐射而引起的单个事件。每个位反转本质上都是一个SEU。因此,SBU和MBU被视为SEU的
子集SBU通常占大多数,
剩余187页未读,继续阅读
cpongm
- 粉丝: 5
- 资源: 2万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- 新型矿用本安直流稳压电源设计:双重保护电路
- 煤矿掘进工作面安全因素研究:结构方程模型
- 利用同位素位移探测原子内部新型力
- 钻锚机钻臂动力学仿真分析与优化
- 钻孔成像技术在巷道松动圈检测与支护设计中的应用
- 极化与非极化ep碰撞中J/ψ的Sivers与cos2φ效应:理论分析与COMPASS验证
- 新疆矿区1200m深孔钻探关键技术与实践
- 建筑行业事故预防:综合动态事故致因理论的应用
- 北斗卫星监测系统在电网塔形实时监控中的应用
- 煤层气羽状水平井数值模拟:交替隐式算法的应用
- 开放字符串T对偶与双空间坐标变换
- 煤矿瓦斯抽采半径测定新方法——瓦斯储量法
- 大倾角大采高工作面设备稳定与安全控制关键技术
- 超标违规背景下的热波动影响分析
- 中国煤矿选煤设计进展与挑战:历史、现状与未来发展
- 反演技术与RBF神经网络在移动机器人控制中的应用
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功