• 제목/요약/키워드: Failure Tolerance

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Simulation-Based Fault Analysis for Resilient System-On-Chip Design

  • Han, Chang Yeop;Jeong, Yeong Seob;Lee, Seung Eun
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제19권3호
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    • pp.175-179
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    • 2021
  • Enhancing the reliability of the system is important for recent system-on-chip (SoC) designs. This importance has led to studies on fault diagnosis and tolerance. Fault-injection (FI) techniques are widely used to measure the fault-tolerance capabilities of resilient systems. FI techniques suffer from limitations in relation to environmental conditions and system features. Moreover, a hardware-based FI can cause permanent damage to the target system, because the actual circuit cannot be restored. Accordingly, we propose a simulation-based FI framework based on the Verilog Procedural Interface for measuring the failure rates of SoCs caused by soft errors. We execute five benchmark programs using an ARM Cortex M0 processor and inject soft errors using the proposed framework. The experiment has a 95% confidence level with a ±2.53% error, and confirms the reliability and feasibility of using proposed framework for fault analysis in SoCs.

FTCARP: A Fault-Tolerant Routing Protocol for Cognitive Radio Ad Hoc Networks

  • Che-aron, Zamree;Abdalla, Aisha Hassan;Abdullah, Khaizuran;Rahman, Md. Arafatur
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권2호
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    • pp.371-388
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    • 2014
  • Cognitive Radio (CR) has been recently proposed as a promising technology to remedy the problems of spectrum scarcity and spectrum underutilization by enabling unlicensed users to opportunistically utilize temporally unused licensed spectrums in a cautious manner. In Cognitive Radio Ad Hoc Networks (CRAHNs), data routing is one of the most challenging tasks since the channel availability and node mobility are unpredictable. Moreover, the network performance is severely degraded due to large numbers of path failures. In this paper, we propose the Fault-Tolerant Cognitive Ad-hoc Routing Protocol (FTCARP) to provide fast and efficient route recovery in presence of path failures during data delivery in CRAHNs. The protocol exploits the joint path and spectrum diversity to offer reliable communication and efficient spectrum usage over the networks. In the proposed protocol, a backup path is utilized in case a failure occurs over a primary transmission route. Different cause of a path failure will be handled by different route recovery mechanism. The protocol performance is compared with that of the Dual Diversity Cognitive Ad-hoc Routing Protocol (D2CARP). The simulation results obviously prove that FTCARP outperforms D2CARP in terms of throughput, packet loss, end-to-end delay and jitter in the high path-failure rate CRAHNs.

무선 센서 네트워크를 위한 대규모 장애 적응적 라우팅 프로토콜 (Large Scale Failure Adaptive Routing Protocol for Wireless Sensor Networks)

  • 이좌형;선주호;정인범
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제16A권1호
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    • pp.17-26
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    • 2009
  • 무선센서네트워크는 위험 지역에서의 데이터 수집 용도로 최근 각광받고 있는 기술이다. 하지만 위험한 지역에서는 다수 노드들에서 동시 다발적인 장애발생 위험이 크기 때문에 대규모의 장애를 빠르게 복구시키기 위한 자가 복구 능력을 높여야 한다. 기존의 라우팅 프로토콜들은 하나의 노드에서 발생한 장애는 빠르게 복구하지만 다수의 노드들에서 장애 발생시 이에 효과적으로 대처하지 못한다. 이에 본 논문에서는 대규모 장애 발생시 이를 빠르게 복구하기 위한LSFA(Large Scale Failure Adaptive Routing Protocol)을 제안한다. LSFA는 다수의 노드들에 장애가 발생하여 데이터 전송이 이루어지지 못하는 환경에서 장애를 빠르게 감지하고 라우팅 주기를 적응적으로 조절하여 빠른 시간에 네트워크를 복구한다. LSFA는 패킷손실 정도를 장애발생 판단의 기준으로 사용하며 장애를 감지하면 라우팅 주기를 짧게 하여 장애가 발생한 사실이 네트워크에 빠르게 퍼지도록 한다. 베이스스테이션으로의 경로를 유지하고 있는 노드가 주위에 장애가 발생한 사실을 감지하면 자신의 라우팅 정보를 빠르게 전파시켜 장애 복구가 빠르게 이루어지도록 한다. 실험을 통하여 LSFA가 다른 프로토콜들에 비해 적은 패킷을 사용하면서도 장애를 빠르게 복구함을 보인다.

무선 센서 네트워크에서의 감지범위 보존을 위한 백업 노드 기반 결함 허용 기법 (A Backup Node Based Fault-tolerance Scheme for Coverage Preserving in Wireless Sensor Networks)

  • 한주선;하란
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제36권4호
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    • pp.339-350
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    • 2009
  • 무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 한정된 배터리 자원은 네트워크 수명에 직접적인 영향을 끼친다. 따라서 불필요한 전력 소모를 줄이기 위해, 많은 경우 최소한의 센서 노드만을 활성 모드로 유지하고 나머지는 휴면 모드로 유지한다. 그러나 이러한 경우, 예상하지 못한 결함으로 인해 센서 노드가 감지 및 전송 기능을 수행하지 못하게 되면 네트워크 서비스를 안정적으로 제공할 수가 없다. 따라서 센서노드의 결함에도 불구하고 감지수준을 일정하게 유지하는 것은 신뢰성 있는 감지환경을 제공하는 데 있어 매우 중요하다. 본 논문에서는 센서 노드의 결함으로 인한 감지수준 저하의 문제를 효과적으로 극복하기 위해 FCP(Fault-tolerant Coverage Preserving) 기법을 제안한다. FCP 기법에서는 각 활성 노드에 대해 백업 노드 집합을 미리 선정하여, 활성 노드의 결함 시 결함 노드를 대신하도록 한다. 성능 평가 결과, FCP 기법이 기존 결함 허용 기법들에 비해 평균 87.2% 향상된 감지범위 보존 성능을 보일 뿐 아니라, 추가 백업 노드 수와 추가 제어 메시지 전송량 측면에서도 각각 평균 57.6%, 평균 99.5% 향상된 효율성을 제공함을 보였다.

당뇨를 동반한 심부전 환자에 대한 beta-blocker의 유효성 평가 (Retrospective Evaluation for Efficacy and Tolerance of beta-blocker in Heart Failure Patients with Concomitant Diabetes)

  • 장선미;강민희;임성실;이준섭;이명구
    • 한국임상약학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.113-122
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    • 2006
  • Purpose: A retrospective study was performed to assess the efficacy and tolerance of ${\beta}-blocker$ administration in patients with heart failure and diabetes. Method: Records of 164 patients who were treated for the heart failure condition more than a year were studied retrospectively. Patients were divided into 4 groups based on their diabetes(DM) status and the administration of ${\beta}-blockers$ ($DM+{\beta}-blocker$ group: 14, DM w/o ${\beta}-blocker$: 19, No DM + ${\beta}-blocker$: 62, No DM + no ${\beta}-blocker$: 69). All patients had been receiving conventional therapy such as digoxin, ACE-I, ARB, diuretics, nitrates, aspirin, anticoagulants or lipid-lowering agents. The primary endpoints (death and hospital admission) were recorded during 1 year period and hemodynamic factors (HR, LVEF, SBP, DBP) were obtained from all patient groups before and after 12 months of ${\beta}-blocker$ treatment. To evaluate toxicity of ${\beta}-blocker$, SCr, BUN, AST, ALT and Alkaline phosphatase were obtained. Result: There were less death and hospital admission in DM + ${\beta}-blocker$ group than in DM without ${\beta}-blocker$ group (p=0.014). Relative risk of hospital admission for $DM+{\beta}-blocker$ group over no DM group was 1.17. Long term ${\beta}-blocker$ administration was associated with an improvement of heart rate in patients with DM (P< 0.02) with no significant improvement of LVEF, SBP, DBP. in DM patient. In patient without DM, ${\beta}-blocker$ was associated with improvement in LVEF, HR and DBP (P<0.01, P<0.03), but not in SBP. The incidence of toxicity was similar between the four group with no significant difference. Conculsion: Treatment of heart failure patients with ${\beta}-blocker$ appears to be beneficial in terms of hospital admission event and several hemodynamic factors. The toxicities of ${\beta}-blocker$ treatment were not significant and the treatment is generally well-tolerated in most of the heart failure patients.

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소형 드론용 비행 제어기 및 메모리를 위한 고장 감내 시스템 연구 (A Study on Fault Tolerance System for Flight Control Computer and Memory of Small Drones)

  • 이정두;조두산
    • 문화기술의 융합
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    • 제6권1호
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    • pp.425-431
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    • 2020
  • 소형무인기(SUAV: small unmanned aerial vehicle) 시장은 기술발전과 함께 다양한 분야에서의 활용이 가능해짐에 따라 급격한 성장세를 보이고 있다. 그러나 소형무인기가 급증하면서 고장, 충돌 및 추락사고 또한 해마다 증가하고 있으며, 이러한 사고를 줄이고 안전성 확보를 위한 기술개발이 활발히 연구되고 있다. 특히 비행 중에 예기치 못한 고장이 발생할 경우 이에 대응키 위한 고장 감내(fault tolerance) 시스템의 적용은 필수적이다. 미 국방부에서 발표한 무인기의 사고원인을 분석한 자료에 의하면 비행제어장치의 오류로 인하여 발생하는 사고가 전체 사고 원인 중에 두 번째로 약 28%의 큰 비중을 차지하고 있다. 본 연구에서는 비행제어장치 고장 감내를 위한 비행제어장치 시스템의 이중구조 설계에 대한 제안을 기술하고 있다.

급격한 저염분 노출에 따른 참돔 Pagrus major 치어의 단기 행동반응 및 내성 한계에 관한 연구 (Short-term behavioral responses and tolerance limits of red seabream Pagrus major fingerlings following sudden low salinity exposure)

  • 윤성진
    • 환경생물
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    • 제39권4호
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    • pp.495-506
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    • 2021
  • In this study, using a continuous behavior measurement technique, the short-term behavioral responses and tolerance limits of red seabream Pagrus major fingerlings to sudden exposure to low salinity in a controlled environment were observed. The activity of the fingerlings suddenly exposed to 21.4, 17.3, and 9.8 psu increased temporarily at the initial exposure to show irregular swimming behavior, but then recovered a stable activity pattern through rapid salinity adaptation. However, the organisms suddenly exposed to 7.3 and 4.3 psu could not withstand the salinity stress, and their swimming behavior was severely disturbed and all individuals died within 48 hours. The findings suggest that red seabream underwent a temporary salinity stress process at the beginning of the exposure to concentrations of 10.0 psu or higher. At these concentrations, osmotic control was possible within at least 11 hours, so stable metabolic activity was also possible. However, organisms suddenly exposed to concentrations below 5.0 psu exceeded the tolerance to low salinity and the sublethal limit. In red seabream exposed to this concentration range, severe behavioral and metabolic disturbances were observed, and death was observed due to osmotic control failure. In conclusion, a salinity range of 5.0 to 10.0 psu can be predicted to correspond to a concentration range in which the osmotic control ability of the red seabream fingerlings is lost, and sub-lethal reactions occur.

안정성과 신뢰성을 고려한 무선통신기한 열차제어시스템 (Radio CBTC) 구조 및 핸드오프 방법 (Radio Communication Based Train Control system architecture and handoff scheme for supporting the safety and reliability)

  • 윤용기;정락교;이병송;최규형;황현철;이재호;곽경섭
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.594-601
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    • 2000
  • Communication Based Train Control System supports the easy maintenance & management and also have the capability to send more informations than the existing one but is less expensive. Tolerance against fault/failure and reliable data transmission are very important issues with this system since it has the responsibility of man's safety. In this paper, we suggested the schemes to support the reliable transmission quality and fault safety. Also we verified through simulation.

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호모폴라형 6극 자기베어링의 고장강건 제어 (Fault Tolerant Control of 6-Pole homopolar Magnetic Bearings)

  • 나언주
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.826-830
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    • 2004
  • Fault tolerant control method for 6-pole homopolar magnetic bearings are presented. If some of the coils or power amplifiers suddenly fail, the remaining coil currents change via a novel distribution matrix such that the same magnetic forces are maintained before and after failure. Lagrange multiplier optimization with equality constraints is utilized to calculate the optimal distribution matrix that maximizes the load capacity of the failed bearing. Some numerical examples of distribution matrices are provided to illustrate this control method.

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Global Optimization을 이용한 Structured Singular Value의 계산

  • 이지태
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.21-26
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    • 2004
  • Structured singular value (SSV)는 robust stability와 robust performance를 매우 엄밀하게 다루기 위해 고안되었다 (Doyle, 1982; Safonov, 1982). 이 엄밀성으로 제어시스템의 설계 및 분석에 광범위하게 사용되고 있다. 강건제어의 단초를 이루었으며 loop failure tolerance, decentralized integral controllability (Campo and Morari. 1994), D-stability (Lee and Edgar, 2001) 등에 SSY가 사용되고 있다. SSV의 중요성이 알려짐에 따라 이것에 관한 많은 연구가 있었다(Fan et at., 1991 ; Pacltard and Pander, 1993), 그러나 이 값의 계산은 매우 어려운 NP-hard인 것으로 판명되었으며 (Braatz et al.. 1994). 실수 불확실 변수에 대한 SSV의 경우 원하는 오차범위 내로 근사 값을 구하는 것도 마찬가지 인 것으로 밝혀졌다(Fu, 1997).(중략)