Метод инжектирования ошибок для оценки надежностных характеристик комбинационных схем
DimaT (обсуждение | вклад) (Новая страница: «== Введение == Суть метода заключается в том, что в процессе моделирования исследуемой ло…») |
DimaT (обсуждение | вклад) |
||
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:
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); |
|
OR, Логическое ИЛИ |
|||||||||||||||
Замыкание на землю (stuck on ground); |
|
Инверсия прямой импликации (больше, детектор 4 |
|||||||||||||||
Инверсия сигнала |
|
XOR, Сумма по модулю 2, Исключающее ИЛИ |