项目名称: 空天应用中芯片自愈型可重构硬件结构与容错机制研究

项目编号: No.61202001

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 计算机科学学科

项目作者: 张砦

作者单位: 南京航空航天大学

项目金额: 24万元

中文摘要: 机载电子系统的高可靠、强容错设计是空天应用研究需要解决的关键技术。基于仿生胚胎硬件理论的芯片自愈型可重构硬件,能实现芯片级在线自主故障诊断和自主修复,用于空天计算机系统和电子设备设计,可显著提高可靠性,但目前设计因设计冗余严重而无法实用。本项目面向空天应用从硬件系统体系结构、细胞电路模块组成和细胞阵列布局三个方面研究芯片自愈型可重构硬件的简化设计方法:⑴采用具有分子自修复能力的新四层结构模型,改善传统结构因修复层级高导致硬件利用率低的问题;⑵采用只保存三个细胞配置信息的配置存储器设计,大幅减小了细胞电路面积,且可同时容错瞬时故障和永久故障;⑶通过可靠性分析给出细胞阵列的布局优化准则,可减少电路的冗余空闲细胞数。研究成果可作为高可靠、自修复系统设计的理论基础。

中文关键词: 可重构计算系统;可靠性;胚胎细胞阵列;芯片自修复;设计优化

英文摘要: The high reliability and strong fault-tolerant capability are very important for those electronic systems in space aircraft. How to make these systems more reliable is an urgent thesis should be conquered currently. Based on the theory of Embryonics Hardware, a new type electronic hardware named the Chip Self-healing Reconfigurable System, which with the abilities of self-diagnosing and self-repairing, was proposed. If this new electronic hardware was used to construct the space computers, their reliability will be significantly improved. Nowadays, because of the low hardware efficiency, application systems designed with the Chip Self-healing Hardware has the disadvantage of the serious circuit redundency. So, few could be used in space aircraft by now. In this requisition, three methods will be carried out to reduce the consumption of the reconfigurable hardware, they are the architecture amelioration, the cell simplification and the layout optimization of cell array. Firstly, a new reconfigurable architecture with four logic levels is improved, the molecules in this new model can repair by themselves. In this work, the design strategy of Tissue Self-repairing is substituted by Molecule Self-repairing, therefore, the hardware ultilization of cells is heightened. Secondly, a new architecture is proposed to simpl

英文关键词: Reconfigurable computing systems;reliability;embryonics cell array;chip self-healing;design optimization

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