일정 수준의 시스템 성능을 제공하기 위해 다수의 서버를 클러스터로 연결하여 동시에 가동할 경우, 서버의 가동 대수가 증가함으로 인해 발생하는 가용도 저하 문제를 해결해야 하며, 이를 위해서는 시스템의 성능 변화를 반영할 수 있는 가용 성능에 대한 명확한 정의가 요구된다. 본 논문에서는 비용 효율적인 결함허용을 위해 n 대의 주서버가 k 대의 여분서버로 구성된 클러스터 시스템에서 대기시간을 일정 수준이하로 만족시키는 새로운 가용도 척도에 근거한 최적 여분 서버 수를 계산하였다.
제어 컴퓨터의 고장으로 인해 인명이나 재산에 치명적 영향을 미치는 safety-critical 실시간 시스템을 제어하고 모니터링하기 위해 디지털 컴퓨터의 사용은 점점 일반화되고 있다. 특히, VLSI 기술의 급격한 발달로 인해 하드웨어가 초소형화 되고 대량생산이 가능해진 현실에서 이러한 제어 컴퓨터의 극대화된 신뢰도 요구를 만족시키기 위해 막중한 하드웨어 여분(hardware redundancy)이 널리 사용되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 N개의 다중 모듈(multi-module)로 이루어진 하드웨어 여분의 운영 모드를 분석하고 각 운영 모드에서 고장이 발생할 경우 모드의 전환과 그로 인한 신뢰도의 변화를 계산할 것이다. 그리고 간단한 시뮬레이션을 통해 전환된 여러 모드 중 가장 우수한 신뢰도를 갖는 모드를 평가하게 된다.
최근 VLSI 회로 직접도가 급속도로 증가함에 따라 하나의 시스템 칩에 고밀도와 고용량의 내장 메모리가 구현되고 있다. 고장난 메모리를 여분의 메모리로 재배치함으로써 메모리 수율 향상과 사용자에게 메모리를 투명하게 사용할 수 있도록 제공 할 수 있다. 본 논문에서는 고장난 메모리 부분을 여분의 행과 열 메모리 사용으로 고장난 메모리를 고장이 없는 메모리처럼 사용할 수 있도록 여분의 메모리 재배치 알고리즘을 제안하고자 한다.
본 연구에서는 서브 스위치를 이용한 오류허용 정렬 네트워크를 제안한다. 기존의 정렬 네트워크에서는 여분의 경로와 네트워크의 복잡성문제가 있었다. 제안된 구조에서는 여분 경로를 확장시키기 위해서 각 스테이지마다 $\frac{N}{4}\sum\limits_{i=0}^{n=2}{(\frac{1}{2})}^i$ (N=입 출력수) 서브 스위치를 추가함으로써 여분의 경로가 $3^{n(n+1)/2}$만큼 증가하였다. 또한 제안된 정렬 네트워크는 기존의 네트워크의 이중 네트워크 plane 개념에서 사용한 스위치 소자와 링크 수와 비교해 볼 때 제안된 구조의 단일 plane을 이용한 구조가 복잡도에서 낮다. 결론적으로 제안된 서브 스위치를 이용한 오류 허용 정렬 네트워크는 여분의 경로를 증가시키면서 하드웨어적 복잡도를 감소시킬 수 있다.
본 논문에서는 내장메모리의 고장을 효율적으로 치유하기 위해 2차원의 여분 메모리를 이용한 내장메모리의 자가치유회로를 제안한다. 내장메모리에 같은 행(열)에 다수의 고장이 발생할 경우에 기존의 1차원의 여분 열(행) 메모리를 이용할 경우에는 고장 수만큼의 여분 메모리 열(행)이 필요하나. 2차원의 메모리를 사용하는 본 방법에서는 하나의 여분 메모리 행(열)으로 치유가 가능하다. 또한, 가상분할 메모리방식을 이용함으로써 여분 메모리 열 전체가 아니라 부분 열을 이용하여 치유가 가능하다. 본 구조를 이용하여, $64\times1$ bit의 코어메모리와 $2\times8$의 2차원 여분 메모리로 구성된 자가치유회로를 설계한다. 그리고, 고장검출을 위해서 13N March 알고리즘을 가진 자가테스트회로를 내장한다. 매그너칩 $0.25{\mu}m$ CMOS공정을 이용하여 Full-Custom으로 설계한 결과, 10,658개의 Tr.수에 코어면적은 $1.1\times0.7mm^2$이 소요되었다.
본 연구는 결정적변동성 옵션가격결정모형보다 더 일반적인 조건에서도 성립되는 옵션의 레버리지효과와 기초자산을 일차원확산과정으로 제약할 경우에만 성립되는 여분가정의 성립여부를 실증적으로 검증하였다. 다음으로 여분가정이 기각될 경우 해당원인을 규명하기 위해, 기초자산과의 선형적인 관계하에서의 레버리지 이외에 KOSPI 200 지수옵션의 가격동학에 내재된 추가적인 체계적 위험요인들을 규명하였다. 분석결과 이론과 일치하는 레버리지패턴이 존재하였지만 여분 자산가정은 기각되었다. 여분가정이 기각되는 원인을 분석한 결과, 선형적인 레버리지하에서의 기초자산의 불확실성에 대한 프리미엄 이외에, 비선형적인 수익구조하에서의 체계적 고차적률에 대한 선호와 체계적 확률변동성위험에 대한 음의 프리미엄이 옵션의 시장가격에 반영되어 있는 것으로 나타났다. 그러나 점프위험에 대한 선호여부는 명확하지 않으며 이에 대한 추가적인 연구가 요구되었다.
2자유도 관성센서는 두 입력축이 기계적으로 연관되어 있기 때문에 해당하는 관성센서의 두 입력축에 동시에 고장이 발생할 확률이 매우 높다. 따라서 하드웨어 여분만으로 고장검출 및 분리를 수행하기 위해서는 최소한 4개의 관성센서를 사용하여야 한다. 2자유도 관성센서를 3개 중첩해서 사용하는 경우 기존의 하드웨어 여분기법으로는 고장검출은 가능하나 고장분리가 불가능하다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해서 비선형 필터인 Unscented Kalman Filter를 이용하여 얻은 정보를 해석적 여분으로 활용하여, 하드웨어 여분과 해석적 여분을 동시에 고려한 복합 고장검출기법을 제안하였다. 제안한 복합 고장검출기법의 성능을 검증하기 위해서 비선형 항공기 수치 시뮬레이션을 수행하였다.
TMR(Triple Modular redundancy)은 공간여분(W/H 및 S/W)을 정적으로 활용하는 가장 간단한 구조를 지닌 대표적인 고장포용 기법중의 하나이다. TMR 구조 고장시 TMR 시스템 고장복구를 위해 잘못된 결과를 가지고 있는 프로그램의 일부분을 재실행 또는 프로그래밍 전체를 재시작하는 기법을 적용하는 것은 일반적으로 상당한 시간을 필요로 한다. 이러한 단점을 극복하기 위해 본 논문에서는 TMR 고장을 효과적으로 복구하기 위해 또 다른 형태의 시간여분 기법인 rollback과 rol1-forward 기법에 checkpoint들을 적용하여 처리하는 시간 및 공간여분을 혼용하는 기법을 제안하였다.
최근 VLSI 회로 직접도가 급속도로 증가함에 따라 하나의 시스템 칩에 고밀도와 고용량의 내장 메모리(Embedded Memory)가 구현되고 있다. 고장난 메모리를 여분 메모리(Spare Memory)로 재배치함으로써 메모리 수율 향상과 사용자에게 메모리를 투명하게 사용할 수 있도록 제공할 수 있다. 본 논문에서는 고장난 메모리 부분을 여분 메모리의 행과 열 메모리 사용으로 고장난 메모리를 고장이 없는 메모리처럼 사용할 수 있도록 여분 메모리 재배치 알고리즘인 MRI를 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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