Design of efficient self-repair system for multi-faults

다중고장에 대한 효율적인 자가치유시스템 설계

  • Choi, Ho-Yong (School of Electrical and Computer Eng., Chungbuk National University) ;
  • Seo, Jung-Il (Semiconductor Eng., Chungbuk National University) ;
  • Yu, Chung-Ho (Semiconductor Eng., Chungbuk National University) ;
  • Woo, Cheol-Jong (Semiconductor Eng., Chungbuk National University) ;
  • Lee, Jae-Eun (Semiconductor Eng., Chungbuk National University)
  • 최호용 (충북대학교, 전기전자컴퓨터공학부) ;
  • 서정일 (충북대학교, 반도체공학과) ;
  • 유충호 (충북대학교, 반도체공학과) ;
  • 우철종 (충북대학교, 반도체공학과) ;
  • 이재은 (충북대학교, 반도체공학과)
  • Published : 2006.11.25

Abstract

This paper proposes a self-repair system which is able to self-repair in cell unit by imitating the structure of living beings. Because the data of artificial cells move even diagonally, our system can self-repair faults not in column unit, but in cell unit. It leads to design an efficient self-repair system for multiple faults. Moreover, in artificial cell design, the usage of logic-based design method has smaller system size than that of the previous register-based design method. Our experimental result for 2-bit up/down counter shows 40.3% reduction in hardware overhead, compared to the previous method [6].

본 논문에서는 생명체의 구조를 모방하여, 다중고장에 대한 효율적인 자가치유시스템 구조를 제안한다. 기존의 자가치유시스템은 인공 셀의 데이터의 패스가 좌우상하로만 가능하여 열 단위 치유만이 가능했다. 또한, 인공 셀의 게놈블록의 설계에 있어서, gene정보 저장방식을 이용함으로써 하드웨어 오버헤드가 큰 문제점이 있다. 본 논문에서는 인공 셀의 데이터의 패스를 대각선으로도 가능하게 설계하여, 열 단위가 아닌 셀 단위로 고장 셀의 용이한 대체가 가능하고 다중고장에 대해서도 효율적으로 자가치유가 가능하다. 또한, 게놈블록은 로직기반 생성방식을 이용하여 설계함으로써 저면적 설계가 가능하다. 2진 up/down 카운터를 예제로 하여 설계한 결과 하드웨어 오버 헤드를 약 40.3% 개선했다.

Keywords

References

  1. V. Shen and F. Shen, 'Requirements specification and analysis of fault tolerant digital systems,' IEEE Transactions on Man and Cybernetics, Part A, Vol. 32, No. 1, pp.149-159, Jan. 2002 https://doi.org/10.1109/3468.995536
  2. H. Fahmy, S. Ghoneim, and A. Pacha, 'Fault tolerant communication with partitioned dimension-order routers with complex faults,' Proc. of 15th International Conference on Information Networking, pp.361-366, Jan. 2001 https://doi.org/10.1109/ICOIN.2001.905452
  3. M. Yen, W. Fuchs, and J. Abraham, 'Designing for concurrent error detection in VLSI: Application to a microprogram control unit,' IEEE J. Solid State Circuits, Vol. 22, No. 4, pp.595-605, Apr. 1987 https://doi.org/10.1109/JSSC.1987.1052777
  4. D. Bradley and A. Tyrrell. 'Immunotronics: Novel finite state machine architectures with built-in self-test using self-nonself differentiation,' IEEE Transactions on Evolutionary Computation, Vol. 6, No. 3, pp.227-238, June 2002 https://doi.org/10.1109/TEVC.2002.1011538
  5. D. Mange, 'Embryonics: A new methodology for designing FPGA with self-repair and self-replicationing properties,' IEEE Transactions on VLSI Systems, Vol. 6, No. 3, pp.387-399, Sept. 1998 https://doi.org/10.1109/92.711310
  6. 서정일, 성낙훈, 오택진, 양현모, 최호용, '자가검출회로 내장의 자가치유시스템 설계' 전자공학회논문지, 제42권 SD편, 제5호, 307-314쪽, 2005년 5월
  7. P.K. Lala and B.K. Kumar, 'An Architecture for Self-Healing Digital Systems,' Proc. of 8th IEEE International on On-Line Testing Workshop, pp.3-7, July 2002 https://doi.org/10.1109/OLT.2002.1030175
  8. M. Rabaey, 'Digital Integrated Circuits,' Prentice-Hall Inc., pp.522-543, 1996