مروری بر تحمل پذیری خطای آنلاین برای بلوک های منطق FPGA

اخیرا بیشتر سیستم های محاسباتی انطباقی از سخت افزار قابل پیکربندی مجدد به فرم آرایه های گیت قابل برنامه نویسی فیلدی (FPGA) استفاده می کنند. برای این که این سیستم ها در محیط های خشن جای میدان دادن داشته باشند در جایی که دسترس پذیری و قابلیت اعتماد بالا یک الزام هستند، برنامه های در حال اجرا روی FPGA ها باید از نظر سخت افزاری متحمل نقص باشند چون این در طول عمر سیستم ممکن است رخ دهد. در این مقاله  ما تکنیک های تحمل نقص جدید برای بلوک های منطق FPGA ارائه می کنیم، که بصورت بخشی از رویکرد نواحی خود تست گردان (STAR) برای تست و تشخیص، و پیکربندی آنلاین توسعه داده می شوند (ما تحمل بالای ۱۰۰ نقص منطقی را از طریق پیاده سازی واقعی روی یک FPGA شامل یک آرایه۲۰ در ۲۰ از بلوک های منطق است). یک ویژگی کلیدی استفاده دوباره از بلوک های منطق ناقص برای افزایش تعداد زاپاس های موثر و بسط طول ماموریت می باشد. برای افزایش تحمل نقص، نه تنها از بخش های غیر خطادار معیوب یا بلوک های منطق با خطای جزئی استفاده می کنیم بلکه از بخش های خطادار بلوک های منطق معیوب در مد های غیر خطا دار استفاده می کنیم. با استفاده و کاربرد دوباره از منابع خطادار، رویکرد چند سطحی ما تعداد نقص های قابل تحمل را فراتر از تعداد منابع منطق زاپاس موجود می برد. بر خلاف خیلی از متدهای سطری، ستونی، تکه ای، رویکرد چند سطحی ما می تواند خطاهایی که به صورت برابر روی مساحت منطق توزیع شده تحمل کند، هم اینکه نقص ها در همان مساحت محلی را خوشه بندی می کند. در ضمن، عملیات سیستم به ازای تشخیص نقص یا به ازای پیکربندی های گذر دهنده-نقص محاسباتی دچار وقفه نمی شوند. تکنیک های تحمل خطای ما با استفاده از FPGA سری های ORAC۲ پیاده شده که پیکربندی مدد زمان اجرای پویای افزایشی را مشخص می کند.

Keywords:

محاسبات انطباقی , تحمل خطا , آرایه های گیت قابل برنامه نویسی –فیلد (FPGA) , محاسبات قابل پیکربندی دوباره , سیستم قابل پیکربندی مجدد , قابلیت اعتماد