Методы и алгоритмы повышения отказоустойчивости программируемых логических интегральных схем на основе КМОП элементов с избыточным базисом
Диссертация
Реализация результатов работы. Полученные в диссертационной работе методы и алгоритмы внедрены в виде ОКР новых образцов отказоустойчивых электронных регуляторов на основе ПЛИС в ОАО «СТАР» (г. Пермь). Применение типовых комбинационных и последовательностных схем на основе КМОП элементов с избыточным базисом показало их устойчивость к однократным отказам входов и транзисторов. Результаты работ… Читать ещё >
Список литературы
- Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: учебное пособие для вузов / Е. П. Угрюмов. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: БХВ-Петербург. — 2007. — 800 с.
- Stratix V Device Handbook//Altera Corporation. Электронный ресурс.- URL: http://www.altera.com/literature/hb/stratix-v/stx5xcvr.pdf (дата обращения 28.12.2012).
- Kilts S. Advanced FPGA Design. Architecture, Implementation and Optimization/ The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., New York. -2007.
- Телец В., Цыбин С., Быстрицкий А., Подъяпольский С. ПЛИС для космических применений. Архитектурные и схемотехнические особенности // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2005. — № 6. — С. 44−48.
- Попович А. Перспективная платформа для построения бортовых вычислительно-управляющих систем// Компоненты и технологии. 2008. -№ 8. — С. 168−170.
- Попович А. ПЛИС Actel платформа для «систем на кристалле» бортовой аппаратуры // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. — 2004. -№ 4.-С. 34−37.
- Федухин A.B., Муха A.A., Муха A.A. ПЛИС-системы как средство повышения отказоустойчивости // Математичш машини i системи. 2010.- № 1.-С. 198−204.
- Eric J. McDonald Runtime FPGA Partial Reconfiguration// IEEE A&E SYSTEMS MAGAZINE. 2008. — July. — Pp.10−15.
- Bjorn Osterloh, Harald Michalik, Sandi Alexander Habinc, Bjorn Fiethe Dynamic partial reconfiguration in space applications// Conference on Adaptive Hardware and Systems AHS'09, NASA/ESA. 2009. -Pp.336−343.
- Vijay G. Savani, Akash I. Mecwan, N.P. Gajjar Dynamic partial reconfiguration of FPGA for SEU Mitigation and area efficiency// International Journal of Advancements in Technology. 2009. — Vol.2, № 2. — Pp.285−291.
- Doumar A., Ito H. Detecting, Diagnosing and Tolerating Faults in SRAM-Based Field Programmable Gate Arrays: A Survey// IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems// Vol.11, No.3, June 2003.
- Уваров С.С. Проектирование реконфигурируемых отказоустойчивых систем на ПЛИС с резервированием на уровне ячеек // Автоматика и телемеханика. 2007. — № 9. — С. 176−189.
- Emmert J.M., Bhatia D. Partial reconfiguration of FPGA mapped designs with applications to fault tolerance and yield enhancement // Springer Lecture Notes. New-York: Springer-Verlag. 1997. Pp. 141−150.
- Каравай М.Ф. Инвариантно-групповой подход к исследованию k-отказоустойчивых структур // Автоматика и телемеханика. 2000. — № 1. -С. 144- 156.
- Каравай М.Ф. Минимизированное вложение произвольных га-мильтоновых графов в отказоустойчивый граф и реконфигурации при отказах. Часть I. 1-отказоустойчивые структуры// Автоматика и Телемеханика. 2004. — № 12. — С. 174−189.
- Каравай М.Ф. Минимизированное вложение произвольных га-мильтоновых графов в отказоустойчивый граф и реконфигурации при отказах. Часть II. Решетки и k-откзаоустойчивость// Автоматика и Телемеханика. 2005. — № 2. — С. 175−189.
- Степченков Ю.А., Дьяченко Ю. Г., Петрухин B.C., Плеханов Л. П. Самосинхронные схемы ключ к построению эффективной и надёжной аппаратуры долговременного действия // Системы высокой доступности. — 2007. Т. 3. № 1−2. — С. 73 — 88.
- Соколов И.А., Степченков Ю. А., Петрухин B.C., Дьяченко Ю. Г., Захаров В. Н. Самосинхронная схемотехника перспективный путь реализации аппаратуры // Системы высокой доступности. — 2007. Т. 3. № 1−2.-С. 61−72.
- Харченко B.C. Гарантоздатш системи та багатоверсшш обчис-лення: аспекта еволюцп /Харченко B.C. //Радюелектронш i комп’ютерш системи. 2009. — № 7.- С. 46−59.
- Харченко B.C. Научно-методические результаты в области развития гарантоспособных систем //Радюелектронш та комп’ютерш системи. 2009. — № 4. — С. 24−33.
- Хаханов В.И. Инфраструктура диагностического обслуживания SoC// Вестник Томского государственного университета. 2008. -№ 4(5).-С. 74−101.
- Парфентий А.Н., Хаханов В. И., Литвинова Е. И. Модели инфраструктуры сервисного обслуживания цифровых систем на кристаллах // АСУ и приборы автоматики. 2007. Вып. 138. С. 83 — 99.
- Yervant Z. Gest editors' introduction: Design for Yield and reliability/ Z. Yervant, G. Dmytris // IEEE Design & Test of Computers. May-June -2004.-Pp. 177−182.
- Твердохлебов В.А. Геометрические образы поведения дискретных детерминированных систем. //Радюелектронш i комп’ютерш си-стеми.-2006.-№ 5.-С. 161−165.
- Meyer F., Paradham D.K. Modeling defect special distribution// IEEE Transactions on Computer. 1989. — Vol. 38, № 4. — Pp. 538−546.
- Neil Hastie, Richard Cliff The implementation of hardware subroutines on field programmable gate arrays// IEEE Custom integrated circuits conference.-1990. -Pp. 31.4.1−31.4.4.
- Jonh M. Emmert, Dinesh Bhatia Partial Reconfiguration of FPGA Mapped Designs with Applications to Fault Tolerance and Yield Enhancement// Springer Lecture Notes. New-York: Springer-Verlag. 1997. — Pp. 141−150.
- Тюрин С. Ф. Функционально-полные толерантные булевы функции / С. Ф. Тюрин // Наука и технология в России. 1998. — № 4. — С. 7−10.
- Тюрин С. Ф. Синтез адаптируемой к отказам цифровой аппаратуры с резервированием базисных функций // Приборостроение. 1999. -№ 1.-С. 36−39.
- Тюрин С. Ф. Адаптация к отказам одновыходных схем на генераторах функций с функционально-полными толерантными элементами / С. Ф. Тюрин // Приборостроение. 1999. — № 7. — С. 32−34.
- Тюрин С. Ф. Проблема сохранения функциональной полноты булевых функций при «отказах» аргументов / С. Ф. Тюрин // Автоматика и телемеханика. 1999. -№ 9. — С. 176−186.
- ПЛИС. Классификация интегральных микросхем//Факультет радиофизики и компьютерных технологий, БГУ, Минск Электронный ресурс. URL: http://rfe.by/media/kafedry/kaf4/publication/stetsko/program-cifr-elektonika/lection3.pdf (дата обращения 11.11.2012).
- Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. Том I: Пер. с нем. М.: ДМК Пресс, 2008. — 832 с.:ил.
- Архитектурные особенности различных типов ПЛИС//Факультет радиофизики и компьютерных технологий, БГУ, Минск1. Электронный ресурс. URL: http://rfe.by/media/kafedry/kaf4/publication/stetsko/program-cifr-elektonika/lection4.pdf (дата обращения 11.11.2012).
- Rose J., Gamal А.Е., Sangiovani-vincentelli A. Architecture of Field-Programmable Gate Arrays// Proc. Of the IEEE. 1993. — Vol. 81, № 7. -Pp. 1013−1029.
- Rose J., Francis R., Lewis D., Chow P. Architecture of Field-Programmable Gate Arrays: The effect of Logic Block Functionality on Area Efficiency// IEEE Journal of Solid-State Circuits. 1990. — Vol. 25, № 5. — Pp. 1217−1225.
- Вычужанин В., Тарасов И. Новые семейства ПЛИС фирмы Ас1е1//Компоненты и технологии. 2005. — № 9. — С. 63−68.
- Look up table implementation of fast carry for adders and counters: US 527 4581A, 28.12.1993.
- Строганов А., Цыбин С. Программируемая коммутация в ПЛИС: взгляд изнутри// Компоненты и технологии. 2010. — № 11. — С. 5662.
- Xiaoling Sun, Jian Xu, Ben Chan, Pieter Trouborst Novel technique for built-in self-test of fpga interconnects// Proc. of the IEEE International Test Conference. 2008. — Pp. 795 — 803.
- Андрюхин А.И. Переключательное моделирование и диагностирование основных моделей неисправностей КМОП-структур/Андрюхин А.И.// HayKOBi пращ ДонНТУ. 2011. № 11. — С. 54−65.
- Manoj Sachdev, Jose Pineda de Gyvez Defect-oriented testing for nano-metric CMOS VLSI circuits//Springer. 2007. — P. 328.
- Janak H. Patel Stuck-at Fault: A Fault Model for the Next Millenium// Proc. of the IEEE International Test Conference. 1998. — P. 1166.
- Vijay Lakamraju, Russell Tessier Tolerating Operational Faults in Cluster-based FPGA//In Proceedings, ACM/SIGDA International Symposium on Field Programmable Gate Arrays. 2000. — Pp. 187−194.
- Steven D. Millman, John M. Acken Diagnosis CMOS bridging faults with stuck-at, Iddq, and voting model fault dictionaries// IEEE Custom Integrated Circuits Conference. 1994. — Pp. 409−412.
- M.Renovell, J.M. Galliere, F. Azais, Y. Bertrand Modeling Gate Oxide Short Defects in CMOS Minimum Transistors//Proceedings of the Seventh IEEE European Test Workshop (ETW'02). 2002. — Pp. 75−80.
- I. Pomeranz, S.M. Reddy. Unspecified Transition Faults: A Transition Fault Model for At-Speed Fault Simulation and Test Generation// IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. -2008. Vol.27, № 1.-Pp. 137−146.
- I. Pomeranz, S.M. Reddy. Double-Single Stuck-at Faults: A Delay Model for Synchronous Sequential Circuits// IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. 2009. — Vol.28, № 1. — Pp. 426−432.
- E. Bareisa, V. Jusas, L. Motiejunas, R. Seinauskas Generating functional delay tests for non-scan sequential circuits//124X Information Technology and Control 2010. — Vol.39, № 2. — Pp. 100 — 107.
- Котельников E. Actel FAQ// Компоненты и технологии. 2010. — № 6. — С. 53−58.
- Юдинцев В. Радиационно стойкие интегральные схемы надежность в космосе и на земле//Электроника: Наука, Технология, Бизнес. -2007,-№ 5.-С. 72−77.
- Царев Д. Радиационностойкие ПЛИС Virtex-5С)У//Электронные компоненты. 011. — № 7. — С. 1−3.
- Петропавловский Ю. Радиационно-стойкие микросхемы компании А1те1//Современная электроника. 2012. — № 7. — С. 5−9.
- Methods and circuitry for reconfigurable SEU/SET tolerance: US 7 859 292, 28.12.2010.
- Питерсон У., Коды, исправляющие ошибки. Пер. с англ. М., 1964.-340 с.
- J. Von Neumann. Probabilistic Logic and the Synthesis of Reliable Organisms from Unreliable Components. Automata Studies, C. Shannon and J. McCarthy (eds). Princeton University Pressio 1956, — pp. 43−98.
- Avizienis A. Fault-Tolerance: The survival attribute of digital system / A. Avizienis // Proc. of the IEEE. 1978. -Vol. 66, № 10. — Pp. 1109−1125.
- Avizienis A., Laprie J.-C. Dependable Computing: From Concepts to Application // IEEE Trans, on Computers. 1986. — № 74 (5). — Pp. 629−638.
- Апериодические автоматы: Под редакцией Варшавского В. И. -М.: Наука, 1976.-С.304.
- Г. П. Аксенова, В. Ф. Халчев Метод параллельно-последовательного самотестирования в интегральных схемах типа FPGA//Автоматика и телемеханика. 2007. — № 1. — С. 163−174.
- Г. П. Аксенова Контролепригодная архитектура для самотестирования в программируемых логических матричных структу-рах//Автоматика и телемеханика. 2010. — № 12. — С. 154−165.
- Ведешенков В.А. Путевой метод самодиагностирования цифровых систем//Автоматика и телемеханика. 2005. — № 3. — С. 154 — 168.
- Ведешенков В.А. Подход к самодиагностированию возникающего отказа в цифровых системах //Автоматика и телемеханика. 2005. — № 4. -С. 127−140.
- Ткаченко А.В. Отказоустойчивые структуры в корректирующих счислениях //Автоматика и телемеханика. 1993. — № 1. — С. 154−166.
- Ткаченко А.В. Представление, коррекция и обработка избыточных счислений //Автоматика и телемеханика. 1991. — № 12. — С. 138 148.
- Пархоменко П.П. Основы технической диагностики / П. П. Пархоменко, Е.С. Согомонян/-М.: Энергоиздат, 1981.-321 с.
- Согомонян Е.С., Слабаков Е. В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М.: Радио и связь, 1984. — 206 с.
- Надежность и диагностика компонентов инфокоммуникационных и информационно-управляющих систем: учеб. пособие / E. J1. Кон, М. М. Кулагина. Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2011. — 179 с.
- Тюрин С.Ф., Богатырев С. В., Голубев A.B., Греков A.B., Прохоров A.A., Прохоров Д. А. Функционально-полные толерантные цифровые схемы на базе ПЛИС фирмы «Altera» // Радюелектронш та комп’ютерш системи. 2007. — № 8(27). — С. 66−70.
- Bansal N., Correa J.R., Kenyon С., Sviridenko М. Bin Packing in Multiple Dimensions: Inapproximability Results and Approximation Schemes // Mathematics of Operations Research. 2006. — Vol.31, № 1. — Pp. 31−49.
- Бородин В.А. и др. Отказоустойчивые вычислительные системы, — МО СССР, 1990. С. 55.
- Results of the SER Test of Actel, Xilinx and Altera FPGA instances // Ace-уд Corporation. Электронный ресурс. URL: http://www.actel.com/documents/ RadResultsIRO Creport. pdf (дата обращения 27.05.12) .
- Quintiple modular redundancy for high reliability circuits implemented in programmable logic devices: US 6 812 731, 02.11.2004.
- Quintiple modular redundancy for high reliability circuits implemented in programmable logic devices: US 6 720 793, 13.04.2004.
- Коротаев H.А., Попечиц В. И. Обеспечение отказоустойчивости программируемых логических интегральных схем на основе самовосстановления// Электроника ИНФО. 2012. — № 1. — С. 99−102.
- Р 50−54−82−88. Надежность в технике. Выбор способов и методов резервирования. М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1988 — Утвержден 22.09.1988. — 94с.
- Steve Trimberger, Dean Carberry, Anders Johnson, Jennifer Wong A Time-Multiplexed FPGA//The 5-th Annual IEEE Symposium on Field-Programmable Custom Computing Machines. 1997. — Pp. 22−28.
- Stephen M. Scalera, Jose R. VazquezThe design and implementation of a context switching FPGA // IEEE Symposium on FPGAs for Custom Computing Machines. 1998. — Pp. 78−85.
- Sudhakar M. Reddy, Madhukar K. Reddy Testable Realizations for FET Stuck-Open Faults in CMOS Combinational Logic Circuits// IEEE Transactions on Computer. 1986. — Vol. 35, № 8. — Pp. 742−754.
- Иыуду К. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем М.: Высшая школа, 1989. — 219 с.
- Тюрин С.Ф., Громов О. А., Греков А. В. Функционально-полный толерантный элемент // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Сер. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2011. — № 1(115). -С. 24−30.
- JTAG // Википедия. Свободная энциклопедия Электронный ресурс. URL: http://www.ru.wikipedia.org/wiki/JTAG (дата обращения 23.11.2012).
- Тюрин С.Ф., Громов O.A., Каменских А. Н. Программный комплекс исследования методов повышения надежности// Вестник Ижевского государственного технического университета. 2012.- № 2.-С. 153−156.
- Ю.А. Степченков, А. Н. Денисов, Ю. Г. Дьяченко, Ф.И. Грин-фельд, О. П. Филимоненко Библиотека самосинхронных элементов для проектирования полузаказных микросхем серий 5503 и 5507. М.: ИЛИ РАН, 2008.-238 с.
- Тюрин С.Ф., Громов O.A. Базисный элемент программируемых логических интегральных схем//Вестник Ижевского государственного технического университета. 2010. — № 3. — С. 122−126.
- Справочник надежность электрорадиоизделий Электронный ресурс. Электрон, дан. — Мытищи: ФГУП «22 ЦНИИ Минобороны России», 2006. — 1 электрон, опт. Диск (CD-ROM). Систем, требования: IBM PC, Windows 2000, Acrobat Reader. — Загл. с экрана