• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권3호
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• pp.692-701
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• 2019

Recently, instrumentation and control (I&C) systems in nuclear power plants have undergone digitalization. Owing to the unique characteristics of digital I&C systems, the reliability analysis of digital systems has become an important element of probabilistic safety assessment (PSA). In a reliability analysis of digital systems, fault-tolerant techniques and their effectiveness must be considered. A fault injection experiment was performed on a safety-critical digital I&C system developed for nuclear power plants to evaluate the effectiveness of fault-tolerant techniques implemented in the target system. A software-implemented fault injection in which faults were injected into the memory area was used based on the assumption that all faults in the target system will be reflected in the faults in the memory. To reduce the number of required fault injection experiments, the memory assigned to the target software was analyzed. In addition, to observe the effect of the fault detection coverage of fault-tolerant techniques, a PSA model was developed. The analysis of the experimental result also can be used to identify weak points of fault-tolerant techniques for capability improvement of fault-tolerant techniques

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권4호
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• pp.421-428
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• 2012

Analog instrument and control systems in nuclear power plants have recently been replaced with digital systems for safer and more efficient operation. Digital instrument and control systems have adopted various fault-tolerant techniques that help the system correctly and safely perform the specific required functions regardless of the presence of faults. Each fault-tolerant technique has a different inspection period, from real-time monitoring to monthly testing. The range covered by each faulttolerant technique is also different. The digital instrument and control system, therefore, adopts multiple barriers consisting of various fault-tolerant techniques to increase the total fault detection coverage. Even though these fault-tolerant techniques are adopted to ensure and improve the safety of a system, their effects on the system safety have not yet been properly considered in most probabilistic safety analysis models. Therefore, it is necessary to develop an evaluation method that can describe these features of digital instrument and control systems. Several issues must be considered in the fault coverage estimation of a digital instrument and control system, and two of these are addressed in this work. The first is to quantify the fault coverage of each fault-tolerant technique implemented in the system, and the second is to exclude the duplicated effect of fault-tolerant techniques implemented simultaneously at each level of the system's hierarchy, as a fault occurring in a system might be detected by one or more fault-tolerant techniques. For this work, a fault injection experiment was used to obtain the exact relations between faults and multiple barriers of faulttolerant techniques. This experiment was applied to a bistable processor of a reactor protection system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.5123-5129
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• 2013

본 논문에서는 국방용 임베디드 시스템의 신뢰도를 테스트 할 수 있는 JTAG fault injection 기법과 fault, error, failure에 대한 분류 기법들을 새롭게 제안하였다. JTAG fault injection 기법은 JTAG을 사용하여 실제 hardware에서 발생할 수 있는 fault를 software에서 인위적으로 유사하게 발생시킬 수 있다. 이 기법을 적용하여 시스템 취약도에 대한 정량적 분석이 가능하였다. 본 논문의 JTAG fault injection 실험은 통계적인 방법을 적용하였으며, 실제 H/W 결함과 유사한 결함을 메모리의 임의의 위치에 주입하였다. 결함주입 실험 결과는 기존의 fault, error, failure 분류 기법을 보완한 재분류 기법을 적용하여 분석하였다. 그 결과, 약 19%의 failure 탐지율 향상을 보였다. 이 실험결과는 시스템에서 발생할 수 있는 fault, error, failure의 체계적 분류, 프로세스 검증, 신뢰성 개선을 위한 데이터로 활용이 가능하다.

• 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.

• 한국항행학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.233-238
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• 2010

본 논문은 고신뢰성 임베디드 시스템의 핵심 부품인 risc 프로세서에 forward 기반의 오류복원 기법을 적용한 fetch redundant risc(FRR) 프로세서와 backward 기반의 오류복원 기법을 적용한 redundancy execute risc(RER) 프로세서를 연구하였다. 제안된 프로세서의 고장감내 성능을 평가하기 위해서 base risc, FRR, RER 프로세서의 SystemC 모델을 제작하고 SystemC 기반 fault injection 기법을 이용하여 오류주입 시험을 수행하였다. 실험결과 세 프로세서의 고장률은 1-bit transient fault를 주입한 경우에는 고장률이 FRR 프로세서는 1%, RER 프로세서는 2.8%, base risc 프로세서는 8.9%로 확인되었으며, 1-bit permanent fault를 주입한 경우 FRR 프로세서는 4.3%, RER 프로세서는 6,5%, base RISC 프로세서는 41%로 확인되었다. 따라서 1-bit 오류가 발생하는 경우에는 FRR 프로세서가 가장 높은 신뢰성을 나타내는 것으로 판명되었다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제7권10호
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• pp.859-866
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• 2001

Recently, fault injection techniques are used for evaluation of the fault coverage properties of safety-critical systems. This paper describes the TCN Fault Injector(TFI) implemented for TCN safety analysis. The implemented TFI injects network level faults to Intelligent MVB Controller that is designed for the Korean High Speed Train. With TFI, it can be verified whether the MVB controller meets TCN specification and its safety requirements.

• 정보보호학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.859-865
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• 2013

스마트카드, 전자여권 등과 같은 내장형 장치(embedded system) 환경이 늘어나고, 민감한 데이터의 보안에 대한 수요가 증가함에 따라 다양한 부채널 공격에 대한 암호시스템의 안전한 구현이 중요시 되고 있다. 특히, 오류 주입공격은 암호 시스템 구현에 큰 위협 중 하나이며, 하나의 평문-암호문 쌍에 의해 전체 시스템의 안전성이 위협을 받을수 있기 때문에 암호시스템 구현자에 의해 심각하게 고려되어야 한다. 오류 주입 공격을 방지하는 몇몇 기술은 다양한 암호시스템을 위해 도입되었지만 여전히 classical RSA 암호시스템에 적용되는 실질적인 오류 주입 공격 대응책으로는 부족하다. 본 논문은 classical RSA 암호시스템을 위한 효율적인 오류 주입 공격 대응법을 제안한다. 제안하는 대응방법은 페르마의 정리를 사용하며 추가 연산이 적다는 이점이 있다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권3호
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• pp.899-907
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• 2014

This paper deals with fault-tolerant control of five-phase induction motor (IM) drives under single-phase open. By exploiting a decoupled model for five-phase IM under fault, the indirect field-oriented control ensures that electromagnetic torque oscillations are reduced by particular magnitude ratio currents. The control techniques are developed by the third harmonic current injection, in order to improve electromagnetic torque density. Furthermore, Proportional Resonant (PR) regulator is adopted to realize excellent current tracking performance in the phase frame, compared with Proportional Integral (PI) and hysteresis regulators. The analysis and experimental results confirm the validity of fault-tolerant control under single-phase open.

• 정보처리학회논문지D
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• 제14D권6호
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• pp.649-656
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• 2007

오늘날 차량네트워크(CAN)는 전기적 강인, 저가격과 접근지연 때문에 분산 임베디드 시스템에서 널리 사용되는 버스형 필드이다. 그러나 버스토폴로지에서 발생하는 의존적인 제한 때문에 차량네트워크가 어플리케이션상에서 안전적으로 사용되는지는 논쟁되어왔다. 그래서 차량네트워크(CAN) 디자인 단계 동안 데이터 버스의 부하와 최대 지연, 경쟁 우선순위와 같은 네트워크의 성능을 분석하는 것이 중요하게 되었다. 이 논문은 차량네트워크의 성능을 평가하기 위해 사용된 시뮬레이션 알고리즘과 고장 기법 기술을 적용을 소개한다. 이는 차량네트워크의 어떤 산만한 구현의 줄임과 시스템의 신뢰성을 향상 시켜 줄 것이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.436-446
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• 2023

안전 필수 분야의 전장 장비에서 다양한 고장요인 (고장모드)에 따른 고장 영향 분석 (FMEA, Failure Mode and Effects Analysis)이 필수적이다. 이는 기기나 시스템의 잠재적인 결함들을 식별하고, 그로 인한 발생 가능한 위험을 평가하여 이를 방지하거나 관리하기 위한 개선안을 수립한다. 그러나 최근 시스템의 복잡성이 증가하고 소프트웨어의 영향이 중요해지며 전통적인 FMEA 만을 설계 단계에 적용하는 것이 어려운 상황이다. 본 논문은 모델기반설계기법을 기반으로한 Automatic FMEA 방식을 제안한다. 모델의 구조와 동작을 자동으로 분석하여 FMEA를 수행할 수 있게 하여, 설계 초기 단계에서도 고장모드 분석이 가능하게 한다. 사례연구로 차량 연료 제어 시스템을 대상으로 Automatic FMEA를 수행하였다. 본 연구는 Automatic FMEA 분석도구의 성능을 입증하는 동시에, 향후 연구 방향을 제안한다.