Fehlertolerante Systeme Universität Potsdam, AG Fehlertolerantes Rechnen, Wintersemester 2013/2014

Inhalt

In der Vorlesung Fehlertolerante Systeme werden die wesentlichen Vorgehensweisen zum Entwurf zuverlässiger digitaler Systeme behandelt.

Ausgehend von den auftretenden technischen Fehlern, die durch verschiedene Fehlermodelle beschrieben werden, werden der Test, die Online-Fehlererkennung und redundante Schaltungen zur Fehlertoleranz behandelt.

Auf Grund der weiteren Verkleinerung integrierter Schaltungen bis in den Nanometerbereich treten zunehmend Fehler auf. Zu den bekannten Fehlermodellen wie Stuck-at Fehler, Bridging Fehler, Stuck-on, Stuck-open treten nun zunehmend auch Fehler auf, die von stetigen Parametern abhängen, wie etwa resistive bridging faults, flüchtige oder transiente Fehler und Fehler, die auf logischer Ebene nicht modelliert werden können.
Neben dem Test einer Schaltung, der entweder als externer Test oder als als eingebauter Selbsttest (BIST = built-in selftest) realisiert werden kann, ist die Fehlererkennung im laufenden Betrieb (On-Line Fehlererkennung) und die fehlertolerante Realisierung von Schaltungen von zunehmender Bedeutung.
In der Vorlesung wird am Beispiel des D-Algorithmus der grundlegende Aufbau eines strukturellen Testalgorithmus beschrieben und der Test von Speicherschaltungen behandelt. Neben den Standardverfahren zur Online-Fehlererkennung wird eine Vielzahl neuer Methoden der On-line Fehlererkennung dargestellt, die zu einem großen Teil in Potsdam entwickelt wurden und die in dem Buch "New Methods of Concurent Checking" (Goessel, M. Otcheretny, V. , Sogomonyan, E. and Marienfeld, D., Springer 2008) dargestellt sind.
Fehlertoleranz durch Systemverdreifachung und Fehlertoleranz durch Anwendung fehlerkorrigierender Codes wird ebenfalls behandelt.
Die Vorlesungsteilnehmer erhalten einen aktuellen Überblick über den Stand der Technik auf dem hochachtuellen Gebiet des Entwurfes zuverlässiger digitaler Schaltungen, den sie in den Übungen vertiefen können.