1 Институт проблем проектирования в микроэлектронике РАН (ИППМ РАН), nofrost@inbox.ru 2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (МГУ), sgur@cs.msu.su Аннотация -В настоящее время особую актуальность приобретают вопросы, связанные с синтезом комбинационных схем, устойчивых к одиночным эффектам. Этому способствуют как совокупность различных факторов развития микроэлектронной промышленности, так и современное состояние в области разработки средств автоматизации проектирования. Такие факторы, как переход к нанометровым нормам проектирования, увеличение тактовых частот, понижение напряжения питания в совокупности приводят к тому, что наиболее уязвимой частью интегральных схем становятся именно комбинационные участки. Часто для решения проблемы обеспечения сбоеустойчивости привлекают методы избыточного кодирования, которое традиционно используется в системах хранения и передачи данных. Однако стандартные помехоустойчивые коды обычно малоэффективны из-за специфики конструкции и функционирования комбинационных схем. В рамках данной работы был предложен новый подход к построению сбоеустойчивых комбинационных схем с использованием избыточного кодирования на основе спектрального R-кода. Применение методов технологической защиты для части кодера позволяет данному коду помимо всего прочего исправлять любую однократную ошибку в комбинационной схеме, а также обнаруживать в ней двукратную ошибку. В результате полученная схема обладает меньшей структурной избыточностью по сравнению с тройным модульным резервированием. В статье представлены результаты серии численных экспериментов, демонстрирующих высокую эффективность предлагаемого подхода.Ключевые слова -сбоеустойчивость комбинационных схем, информационная избыточность, избыточное кодирование, R-код.
Annotation-At present, issues related to synthesis of faulttolerant combinational circuits resistant to single failures acquire special urgency. This largely reflects various factors of microelectronic industry progress, together with the stateof-art in CAD tools development. Such factors as transition to nanometric design standards, greater clock frequency, lower supply voltage and also development of modern methods and means of automation, among other things, lead to the fact that combinational circuits are becoming the most vulnerable chip area. Often, redundant encoding methods, which are traditionally used in data storage and transmission systems, are used to solve the problem of fault tolerance of logic circuits. However, standard fault-tolerant codes are usually ineffective due to specific design and operation of combinational circuits. In this paper, a new approach to the construction of fault-tolerant combinational circuits using redundant coding based on the spectral R code is proposed. Application of technological protection methods for a part of the encoder allows this code, above all, to correct any single error in combinational circuit, and also to detect a double error in it. As the result, we build circuits with lower structural redundancy compared to circuits obtained through the traditional Triple Modular Redundancy (TMR) method. In addition, to reduce the probability of multiple errors, this article proposes a method based on outputs clustering of combinational circuit. In this paper, a number of experiments are described that demonstrate high effectiveness of the proposed approaches.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.