Tecniche di progettazione Fault Tolerant

Presentazione sul tema: "Tecniche di progettazione Fault Tolerant"— Transcript della presentazione:

1 Tecniche di progettazione Fault Tolerant
Per il progetto di circuiti in grado di rilevare/correggere errori causati dai guasti si fa uso della ridondanza. La ridondanza può essere di diversi tipi: Ridondanza Hardware: si aggiungono dei blocchi logici in grado di rilevare e/o correggere gli errori Ridondanza delle informazioni: si aggiungono delle informazioni che non sono necessarie durante il funzionamento del sistema ma che sono utili per recuperare a partire da informazioni errate le informazioni corrette. Ridondanza temporale: nel caso sia stato rilevato un errore le operazioni possono essere ripetute

2 Ridondanza Hardware: sistemi TMR
Un sistema TMR (Triple Modular Redundancy) consente di mascherare l'effetto di un guasto L'overhead di un sistema TMR è > 200% L'affidabilità del sistema dipende dal Voter. Se Rv=1 M V M

3 Ridondanza Hardware: sistemi TMR
V Se non posso trascurare l'affidabilità del voter posso utilizzare un sistema con 3 Voter Possono essere utilizzati in cascata la funzione logica di un voter è: f=ab+ac+bc M1 V M2

4 Posso utilizzare una struttura detta self- checking
On-line testing Per rilevare il corretto funzionamento di un circuito durante il suo funzionamento posso utilizzare 2 moduli identici ed un comparatore oppure Posso utilizzare una struttura detta self- checking output M C Good/Fail M Encoded input Encoded output M Checker Error Indicator

5 Totally self-checking circuits
Un circuito è detto TSC (Totally Self-Checking) se: È Fault secure: per ogni codeword in ingresso ogni guasto produce in uscita una parola non di codice, o non produce errori È Self-testing: per ogni guasto esiste almeno una parola di codice in ingresso che produce in uscita una parola non di codice. (consente di l'ipotesi di guasto singolo) Il checker: Determina se la parola al suo ingresso è una parola di codice Rileva i guasti al suo interno

6 il checker two-rail è fault-secure ed è self-testing
Two-rail checker Un checker two-rail controlla se i sui ingressi X=xn..x0 e Y=yn..y0 sono tali che xi =not(yi) il checker two-rail è fault-secure ed è self-testing f fd 0 0 errore 0 1 OK 1 0 OK 1 1 errore

7 Ridondanza delle informazioni: codici a rilevazione/correzione di errore
Un codice binario C di lunghezza n è un insieme di n bit che soddisfa alcune regole Una Codeword è un elemento dell'insieme (soddisfa le regole del codice) Una word è una n-pla che non fa parte del codice Le codeword sono un sottoinsieme di tutte le 2n possibili combinazioni. IL numero di parole appartenenti al codice C è detto size di C

8 Codici a rilevazione di errore: il codice di parità
Il codice di parità aggiunge un bit di informazione: Per i codici a parità odd: il numero di 1 della codeword è dispari Per i codici a parità even: il numero di 1 della codeword è pari Rileva un bit errato in qualunque posizione della codeword Può essere utilizzato nelle memorie:

9 Generazione e controllo del codice di parità

10 Codici a correzione di errore: il codice di Hamming
Il codice di Hamming permette di correggere un bit errato nella codeword Puo essere realizzato come la sovrapposizione di diversi codici di parità P2 P1 P0 Errato OK P0 P1 P2 D0 D1 D2 D3