A methodology for the rapid injection of transient hardware errors

Yount, Charles; Siewiorek, D.P.

doi:10.1109/12.536231

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“…There are efforts to model fault propagation and effect [5,7,12,17,19,22,23,27,28,30,32,36,38,39,40,41,44,45,47,50,52]. Coverage is a popular topic, and the meaning of coverage can vary from simple detection to complete system recovery and reconfiguration [1,2,3,4,5,10,11,12,15,16,17,18,20,21,27,29,31,33,36,37,38,39,40,41,42,43,44,54,55]. There are papers about the efficient estimation of coverage [15,…”

Section: Literature Surveymentioning

confidence: 99%

Designing fault-injection experiments for the reliability of embedded systems

White

2012

2012 IEEE/AIAA 31st Digital Avionics Systems Conference (DASC)

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This paper considers the long-standing problem of conducting fault-injections experiments to establish the ultra-reliability of embedded systems. There have been extensive efforts in fault injection, and this paper offers a partial summary of the efforts, but these previous efforts have focused on realism and efficiency. Fault injections have been used to examine diagnostics and to test algorithms, but the literature does not contain any framework that says how to conduct fault-injection experiments to establish ultra-reliability. A solution to this problem integrates field-data, arguments-from-design, and fault-injection into a seamless whole. The solution in this paper is to derive a model reduction theorem for a class of semi-Markov models suitable for describing ultra-reliable embedded systems. The derivation shows that a tight upper bound on the probability of system failure can be obtained using only the means of system-recovery times, thus reducing the experimental effort to estimating a reasonable number of easily-observed parameters. The paper includes an example of a system subject to both permanent and transient faults. There is a discussion of integrating fault-injection with fielddata and arguments-from-design.

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Section: Literature Surveymentioning

confidence: 99%

Designing fault-injection experiments for the reliability of embedded systems

White

2012

2012 IEEE/AIAA 31st Digital Avionics Systems Conference (DASC)

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“…Error propagation analysis is important for the specification and the design of error confinement barriers. It is also important for the optimization of fault tolerance verification experiments based on fault injection [Yount and Siewiorek 1996].…”

Section: Interactions Between Processesmentioning

confidence: 99%

A framework for dependability engineering of critical computing systems

Kaâniche

Laprie

Blanquart³

2002

Safety Science

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This paper presents a development model focused on the production of dependable systems. Three classes of processes are distinguished: 1) the system creation process which builds on the classical development steps (requirements, design, realization, integration); 2) dependability processes (i.e., fault prevention, fault tolerance, fault removal and fault forecasting); and 3) other supporting processes such as quality assurance and certification. The proposed approach relies on the identification of basic activities for the system creation process and for the dependability processes, and then on the analysis of the interactions among the activities of each process and with the other processes. Finally, to support the development of dependable systems, we define for each system creation activity, a checklist that specifies the key issues that need to be addressed with respect to each dependability process.

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“…ASPHALT [Yount96] utiliza una metodología híbrida para realizar la inyección rápida de fallos transitorios en el hardware del sistema. Consiste en la combinación de la técnica SWIFI con la simulación al nivel RT de un modelo en Verilog.…”

Section: Inyección De Fallos Híbridaunclassified

Validación por inyección de fallos en VHDL de la arquitectura TTA.

Morán¹

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de fallos física a nivel de pin ................................................................ ResumenLa inyección de fallos es una técnica utilizada para la validación experimental de Sistemas Tolerantes a Fallos. Se distinguen tres grandes categorías: inyección de fallos física (denominada también physical fault injection o hardware implemented fault injection), inyección de fallos implementada por software (en inglés software implemented fault injection) e inyección de fallos basada en simulación. Una de las que más auge está teniendo últimamente es la inyección de fallos basada en simulación, y en particular la inyección de fallos basada en VHDL. Las razones del uso de este lenguaje se pueden resumir en:Es un lenguaje estándar ampliamente utilizado en el diseño digital actual.Permite describir el sistema en distintos niveles de abstracción.Algunos elementos de su semántica pueden ser utilizados en la inyección de fallos.Para realizar la inyección de fallos basada en VHDL, diferentes autores han propuesto tres tipos de técnicas. La primera está basada en la utilización de los comandos del simulador para modificar los valores de las señales y variables del modelo. La segunda se basa en la modificación del código, insertando perturbadores en el modelo o creando mutantes de componentes ya existentes. La tercera técnica se basa en la ampliación de los tipos del lenguaje y en la modificación de las funciones del simulador VHDL. Actualmente, ha surgido otra tendencia de la inyección de fallos basada en VHDL, denominada genéricamente emulación de fallos. La emulación añade ciertos componentes al modelo (inyectores, que suelen ser perturbadores o mutantes, disparadores de la inyección, recolectores de datos, etc.). El modelo junto con los nuevos componentes son sintetizados en una FPGA, que es donde se realiza la inyección.Con la introducción cada vez mayor de sistemas tolerantes a fallos en aplicaciones críticas, su validación se está convirtiendo en uno de los puntos clave para su uso. Un ejemplo se da en el campo de la aviación y de la automoción, donde la introducción del concepto x-by-wire implica la sustitución de ciertas partes mecánicas por componentes electrónicos. Los grandes requerimientos de seguridad, fiabilidad, etc. necesarios para la introducción de componentes electrónicos en aviación y automoción implica la validación de los circuitos necesarios para la implementación del concepto x-by-wire.Así pues, la validación de sistemas tolerantes a fallos para aplicaciones críticas mediante la aplicación de la inyección de fallos basada en VHDL es una de las tareas pendientes, a pesar de que los lenguajes de descripción de hardware en general, y el VHDL en particular, se utilizan cada vez más durante la fase de diseño de los circuitos integrados. Una prueba de su importancia es la continua financiación que la Unión Europea proporciona a la validación de estos sistemas.A partir de todos estos datos, en la presente tesis se han estudiado, implementado, y en algunos casos mejorado diferentes técnicas de inyec...

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A methodology for the rapid injection of transient hardware errors

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Designing fault-injection experiments for the reliability of embedded systems

Designing fault-injection experiments for the reliability of embedded systems

A framework for dependability engineering of critical computing systems

Validación por inyección de fallos en VHDL de la arquitectura TTA.

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