Метод инжектирования ошибок для оценки надежностных характеристик комбинационных схем

Материал из Модулярная арифметики
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
(Новая страница: «== Введение == Суть метода заключается в том, что в процессе моделирования исследуемой ло…»)
 
Строка 6: Строка 6:
  
 
[[Изображение:Fault injection.JPG]]
 
[[Изображение:Fault injection.JPG]]
 +
 +
Первый вход инжектора соединяется с выходом вентиля, выход инжектора подается в соответствии с начальной коммутацией схемы. Второй входной сигнал инжектора определяется как входной сигнал основной схемы и интерпретируется как дополнительный вход. Логическая единица на любом дополнительном входе – означает ошибку в соответствующем ей вентиле.
 +
Инжектор выполняет бинарную логическую операцию, формируемую в зависимости от типа моделируемой ошибки.
 +
 +
== Типы моделируемых ошибок ==
 +
 +
Чаще всего в литературе, связанной с помехоустойчивостью логических схем, рассматриваются только ошибки, связанные с инверсией сигнала. Однако, часто на практике приходится встречаться с ошибками, обусловленными технологическими несовершенствами микроэлектронных изделий, таких как замыкания. В этой работе мы будем рассматривать три основных типа ошибок:
 +
 +
• Замыкание на питание (stuck at VCC);
 +
 +
• Замыкание на землю (stuck on ground);
 +
 +
• Инверсия сигнала.
 +
 +
Структура модифицированной схемы, в зависимости от типа ошибок, существенно изменяться не будет, поменяются только двухвходовые логические элементы эмулирующие ошибку в вентиле. Типы элементов с таблицами истинности для каждого типа ошибки представлены в таблице:
 +
 +
<table cellpadding=5 cellspacing=0 border=1><tr><td><p>Тип ошибки</p>
 +
</td>
 +
<td><p>Таблица истинности для инжектора</p>
 +
</td>
 +
<td><p>Название булевой функции инжектора</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>Замыкание на питание (stuck at VCC);</p>
 +
</td>
 +
<td><table border="1"><tr><td><p>from_gate</p>
 +
</td>
 +
<td><p>error</p>
 +
</td>
 +
<td><p>out</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
</table>
 +
</td>
 +
<td><p>OR, Логическое ИЛИ</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>Замыкание на землю (stuck on ground);</p>
 +
</td>
 +
<td><table border="1"><tr><td><p>from_gate</p>
 +
</td>
 +
<td><p>error</p>
 +
</td>
 +
<td><p>out</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
</table>
 +
</td>
 +
<td><p>Инверсия прямой импликации (больше, детектор 4</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>Инверсия сигнала</p>
 +
</td>
 +
<td><table border="1"><tr><td><p>from_gate</p>
 +
</td>
 +
<td><p>error</p>
 +
</td>
 +
<td><p>out</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
<tr><td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>1</p>
 +
</td>
 +
<td><p>0</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
</table>
 +
</td>
 +
<td><p>XOR, Сумма по модулю 2, Исключающее ИЛИ</p>
 +
</td>
 +
</tr>
 +
</table>

Версия 12:34, 8 июля 2014

Введение

Суть метода заключается в том, что в процессе моделирования исследуемой логической схемы в один или несколько узлов схемы вносится ошибка. Необходимо определить: произошло ли искажение результата работы схемы, и была ли ошибка обнаружена.

Предлагаемый подход инжектирования ошибок при логическом моделировании подразумевает модификацию схемы таким образом, чтобы появилась возможность вносить ошибки в любой узел схемы. Для этого после каждого вентиля в схему необходимо добавить дополнительный элемент, называемый инжектором. Процесс модификации схемы на примере логической функции XOR в базисе И-ИЛИ-НЕ представлен на рисунке:

Fault injection.JPG

Первый вход инжектора соединяется с выходом вентиля, выход инжектора подается в соответствии с начальной коммутацией схемы. Второй входной сигнал инжектора определяется как входной сигнал основной схемы и интерпретируется как дополнительный вход. Логическая единица на любом дополнительном входе – означает ошибку в соответствующем ей вентиле. Инжектор выполняет бинарную логическую операцию, формируемую в зависимости от типа моделируемой ошибки.

Типы моделируемых ошибок

Чаще всего в литературе, связанной с помехоустойчивостью логических схем, рассматриваются только ошибки, связанные с инверсией сигнала. Однако, часто на практике приходится встречаться с ошибками, обусловленными технологическими несовершенствами микроэлектронных изделий, таких как замыкания. В этой работе мы будем рассматривать три основных типа ошибок:

• Замыкание на питание (stuck at VCC);

• Замыкание на землю (stuck on ground);

• Инверсия сигнала.

Структура модифицированной схемы, в зависимости от типа ошибок, существенно изменяться не будет, поменяются только двухвходовые логические элементы эмулирующие ошибку в вентиле. Типы элементов с таблицами истинности для каждого типа ошибки представлены в таблице:

Тип ошибки

Таблица истинности для инжектора

Название булевой функции инжектора

Замыкание на питание (stuck at VCC);

from_gate

error

out

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

OR, Логическое ИЛИ

Замыкание на землю (stuck on ground);

from_gate

error

out

0

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

0

Инверсия прямой импликации (больше, детектор 4

Инверсия сигнала

from_gate

error

out

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

XOR, Сумма по модулю 2, Исключающее ИЛИ


Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация