Transiente Fehler in Mikroprozessoren

Bernhard Fechner Transiente Fehler in Mikroprozessoren

VIEWEG+TEUBNER RESEARCH

Bernhard Fechner

Transiente Fehler in Mikroprozessoren Mechanismen zur Erkennung, Behebung und Tolerierung

Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Jörg Keller

VIEWEG+TEUBNER RESEARCH

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Dissertation der FernUniversität Hagen, 2008

1. Auflage 2009 Alle Rechte vorbehalten © Vieweg +Teubner | GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2009 Lektorat: Christel A. Roß Vieweg+Teubner ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media. www.viewegteubner.de Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg Druck und buchbinderische Verarbeitung: STRAUSS GMBH, Mörlenbach Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Printed in Germany ISBN 978-3-8348-0714-4

Wenn ich nicht für mich bin, wer ist für mich? Und solange ich nur für mich bin, was bin ich? Und wenn nicht jetzt, wann? ‹ŽŽ‡Ž†Ǥ"Ǥ

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Geleitwort  ’¡–‡•–‡•‹–†‡”‡”„”‡‹–—‰†‡• –‡”‡–•—††‡••Šƒ–†‹‡…‘’—–‡”Ǧ ‰‡•–ò–œ–‡ ˆ‘”ƒ–‹‘•˜‡”ƒ”„‡‹–—‰ƒŽŽ‡‡”‡‹…Š‡†‡•‡•…ŠŽ‹…Š‡‡„‡• ‡””‡‹…Š–Ǥ ‡” ‡Š” ‘”‰¡‰‡ †‡• ’”‹˜ƒ–‡ —† „‡”—ˆŽ‹…Š‡ ‡„‡• ™‡”†‡ ‹––‡Ž• ‘’—–‡” ƒ—• –ƒ†ƒ”†Ǧƒ”†™ƒ”‡ †—”…Š‰‡ˆòŠ”–ǡ ™‡•ŠƒŽ„ †‹‡•‡ ‡…Š‡” ’”‡‹•‰ò•–‹‰ und œ—˜‡”Ž¡••‹‰ •‡‹ ò••‡Ǥ —”…Š †‹‡ ‹‡” ™‡‹–‡”‡‡”Ž‡‹‡”—‰†‡”–”—–—”„”‡‹–‡‹Š‘…Š‹–‡‰”‹‡”–‡Š‹’••–‡‹‰– ƒ„‡” †ƒ• ‹•‹‘ ˜‘ ‹–ˆ‡ŠŽ‡” ƒ—ˆ ”—† ˜‘ ƒ”–‹‡Ž‡‹•…ŠŽ¡‰‡ǡ •‘†ƒ•• Š‹‡”‰‡‰‡‘”•‘”‰‡‰‡–”‘ˆˆ‡™‡”†‡—••Ǥ‹‡˜‘”Ž‹‡‰‡†‡…Š”‹ˆ–•–‡ŽŽ–†‹‡

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Zusammenfassung 

IX

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X

Zusammenfassung

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Inhaltsverzeichnis 

XI

Inhaltsverzeichnis Geleitwort................................................................................................................ VII Zusammenfassung ..................................................................................................IX Inhaltsverzeichnis ..................................................................................................XI Abbildungsverzeichnis ......................................................................................XIII Tabellenverzeichnis.......................................................................................... XVII Liste der Symbole ................................................................................................ XIX Liste der SI-Einheiten ......................................................................................... XXI Liste der Abkürzungen .................................................................................... XXIII 1

2

Einleitung und Motivation .......................................................................... 1 ͳǤͳ

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XII 3

Inhaltsverzeichnis

Simulations- und Synthesemethodik ....................................................57 ͵Ǥͳ

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Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung ................................71 ͶǤͳ ‡ŠŽ‡”‡”‡—‰‹ƒ”†™ƒ”‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͹͵ ͶǤͳǤͳ ‡’‘”¡”‡”’‡‹…Š‡”ˆò””‡†—†ƒ–‡•—Ž–‹–Š”‡ƒ†‹‰ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͺͲ ͶǤͳǤʹ ‡”–‡’‘”¡”‡’”—‰œ‹‡Ž•’‡‹…Š‡”ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͺͺ ͶǤͳǤ͵ ‡”–‡’‘”¡”‡ƒ–‡•’‡‹…Š‡”ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͲͳ ͶǤͳǤͶ Š”‡ƒ†Ǧ”òˆ•—‡ƒŽòŽǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͳʹ ͶǤͳǤͷ ‹”‘…‘†‡‹–‡‹‰‡„‡––‡–‡‡‹–˜‘”‰ƒ„‡ȋ‹”‘…‘†‡‹‹‰ȌǤǤǤͳͶ͵ ͶǤʹ ›ƒ‹•…Š‡‡…Šƒ‹•‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳ͸Ͷ ͶǤʹǤͳ ›ƒ‹•…Š‡”‡ˆ‡ŠŽ•Š‘Ž‡ǦŽ‰‘”‹–Š—•ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳ͸Ͷ ͶǤʹǤʹ ‹•–‘”›‘–‹‰ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͺͺ ͶǤ͵ ‡ŠŽ‡”„‡Š‡„—‰‹ƒ”†™ƒ”‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͲ͵ ͶǤ͵Ǥͳ ‡”™ƒ†–‡”„‡‹–‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͲͶ ͶǤ͵Ǥʹ ‡ŠŽ‡”„‡Š‡„—‰ƒ”…Š‹–‡–—”‡ŽŽ‹…Š–ˆ‹š‹‡”–‡”—•–¡†‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͲ͹ ͶǤ͵Ǥ͵ ‡ŠŽ‡”„‡Š‡„—‰ƒ”…Š‹–‡–—”‡ŽŽˆ‹š‹‡”–‡”—•–¡†‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͳͲ

5

Überblick und Fazit .................................................................................. 223

Anhang A: SPECint2006-Parameter .............................................................. 231 Anhang B: Felddaten (SGI Altix 4700) .......................................................... 235 Anhang C: Standardzellen-Makefile .............................................................. 242 Literaturverzeichnis .......................................................................................... 245 Index ....................................................................................................................... 262



Abbildungsverzeichnis

XIII

Abbildungsverzeichnis  „„‹Ž†—‰ͳǦͳǣ‡…Š‘Ž‘‰‹‡‡–™‹…Ž—‰ȋͳͻ͹ͲǦʹͲͲ͹ȌǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͵ „„‹Ž†—‰ͳǦʹǣ–™‹…Ž—‰‡Š”ˆ¡†‹‰‡”‡Š”‡”•›•–‡‡ȋʹͲͲͳǦʹͲͲͺȌǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͷ „„‹Ž†—‰ͳǦ͵ǣœƒŠŽ‡—–”‘‡‡‹•…ŠŽ¡‰‡’”‘–—†‡ˆò”‹‡ŽȋʹͲͲ͹ȌǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͹ „„‹Ž†—‰ʹǦͳǣ‡‹•’‹‡Ž‡–›’‹•…Š‡” ‡”–‹‰—‰•ˆ‡ŠŽ‡”ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͺ „„‹Ž†—‰ʹǦʹǣŽ‡–”‘‹‰”ƒ–‹‘•‡ˆˆ‡–‡‹‡”‡”†”ƒŠ–—‰ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͲ „„‹Ž†—‰ʹǦ͵ǣŽƒ••‹ˆ‹œ‹‡”—‰˜‘–”ƒŠŽ—‰•ƒ”–‡ƒ…Š™‡†—‰•„‡”‡‹…ŠǤǤǤǤǤǤǤǤʹͳ „„‹Ž†—‰ʹǦͶǣ ‘‡Ǧ‹œ‡Ž‹’—Ž•‹†‡”’Ǧ’‡””•…Š‹…Š–ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹ͵ „„‹Ž†—‰ʹǦͷǣˆˆ‡–‡‹‡•‹‰Ž‡Ǧ˜‡–’•‡–•‹‡‹‡”Ǧ‡ŽŽ‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͶ „„‹Ž†—‰ʹǦ͸ǣƒ”–‹‡ŽǦ–”‘‹’—Ž•ȋ Ͳα͵ǡτααͲǡͷ•ǡτβαͲǡʹ•ȌǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹ͸ „„‹Ž†—‰ʹǦ͹ǣ ‘”ƒ–‡‹‡•‹”‘„‡ˆ‡ŠŽ•ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶͲ „„‹Ž†—‰͵Ǧͳǣ–™—”ˆ•ƒ„Žƒ—ˆ‹–‹Ž‹š ͸Ǥ͵ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͸ͷ „„‹Ž†—‰͵Ǧʹǣ–™—”ˆ•ƒ„Žƒ—ˆ‹–ŽŽ‹ƒ…‡ͷǤͲǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͸͹ „„‹Ž†—‰ͶǦͳǣƒ•—’Ž‡š•›•–‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͹͸ „„‹Ž†—‰ͶǦʹǣƒ•ƒ•–‡”ǦŠ‡…‡”Ǧ›•–‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͹ͺ „„‹Ž†—‰ͶǦ͵ǣƒ•˜‹”–—‡ŽŽ‡—’Ž‡š•›•–‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͹ͻ „„‹Ž†—‰ͶǦͶǣ –‡‰”ƒ–‹‘†‡•‡”œÚ‰‡”—‰•’—ˆˆ‡”•„‡‹ǦǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͺͶ „„‹Ž†—‰ͶǦͷǣ—•™ƒŠŽ†‡•–‡’‘”¡”‡’”—‰œ‹‡Ž•’‡‹…Š‡”•ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͻͷ „„‹Ž†—‰ͶǦ͸ǣ—‰”‹ˆˆƒ—ˆ†‡–‡’‘”¡”‡’”—‰œ‹‡Ž•’‡‹…Š‡”ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͻͷ „„‹Ž†—‰ͶǦ͹ǣ –‡‰”ƒ–‹‘†‡•–‡’‘”¡”‡’”—‰œ‹‡Ž•’‡‹…Š‡”•ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͻ͹ „„‹Ž†—‰ͶǦͺǣ –‡””—’–•›…Š”‘‹•‹‡”—‰„‡‹ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͻͺ „„‹Ž†—‰ͶǦͻǣ‹‡†‡”˜‡”™‡†—‰•‰”ƒ†ȋΨȌ˜‘’”—‰œ‹‡Ž‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͲͲ „„‹Ž†—‰ͶǦͳͲǣ¡—ˆ‹‰‡‹–†‡”’‡”ƒ†‡„”‡‹–‡ȋ‹‹–ˆò”‘ƒ†•ȌǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͲ͵ „„‹Ž†—‰ͶǦͳͳǣ¡—ˆ‹‰‡‹–†‡”’‡”ƒ†‡„”‡‹–‡ȋ‹‹–ˆò”–‘”‡•ȌǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͲ͵ „„‹Ž†—‰ͶǦͳʹǣ –‡‰”ƒ–‹‘†‡•–‡’‘”¡”‡ƒ–‡•’‡‹…Š‡”•ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͲͷ „„‹Ž†—‰ͶǦͳ͵ǣ„Žƒ—ˆ˜‡”•…Š‹‡†‡‡”—‰”‹ˆˆ‡ƒ—ˆ†‡ƒ–‡•’‡‹…Š‡”ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͲ͹ „„‹Ž†—‰ͶǦͳͶǣ‡••‘—”…‡Ȃ‡‹–‡”Ž‡‹–—‰•˜‡”ˆƒŠ”‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͲͻ

XIV

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XV

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Tabellenverzeichnis

XVII

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XVIII

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XXV

1

Kapitel 1: Einleitung und Motivation

Auch eine Reise über tausend Kilometer muss mit einem einzelnen Schritt beginnen. ƒ‘–•‡

    

Kapitel

1



Einleitung und Motivation



2

Kapitel 1: Einleitung und Motivation

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Kapitel 1: Einleitung und Motivation

3

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Abbildung 1-1: Technologieentwicklung (1970-2007)

4

Kapitel 1: Einleitung und Motivation

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Kapitel 1: Einleitung und Motivation



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6

Kapitel 1: Einleitung und Motivation

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Kapitel 1: Einleitung und Motivation



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8

Kapitel 1: Einleitung und Motivation

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Tabelle 1-1: Strahlungsintensität einiger Städte 

Geografische Lage

Berlin Leadville, CO, USA

Höhe

Druck

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Intensität

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Tabelle 1-2: Neutronenfluss in Abhängigkeit von der Energie in MeV E(MeV)

Neutronenfluss (cm2/h)

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9

Kapitel 1: Einleitung und Motivation

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Tabelle 1-3: Kosten pro Stunde für Systemausfälle in 103 US-Dollar

Industrie

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Kapitel 1: Einleitung und Motivation

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Kapitel 1: Einleitung und Motivation

1.1 Aufgabenstellung ‹‡•‡—†¡ŠŽ‹…Š‡—•ˆ¡ŽŽ‡™‡”†‡ †—”…Š†‹‡‘„‡ƒ—ˆ‰‡ˆòŠ”–‡–™‹…Ž—‰ ȋ•–‡‹‰‡†‡ ƒ–ˆ”‡“—‡œǡ –‡‰”ƒ–‹‘•†‹…Š–‡ǡ ‹‡†”‹‰‡ ‹‰ƒŽ’‡‰‡Žǡ ‡Š”‡”‡ ‡”‡ ‡–…ǤȌ ‹ ——ˆ– †”ƒ•–‹•…Š œ—‡Š‡ǡ ™‡ ‡‹‡ ‡‰‡ƒéƒŠ‡ ‰‡–”‘ˆˆ‡™‡”†‡ȏͳͶȐȏ͵ʹȐǤƒ•Ž‹‡‰‡†‹‡•‡””„‡‹–‹•–‡•†ƒŠ‡”ǡ†‹‡‡”Ǧ Ž¡••Ž‹…Š‡‹– ˜‘ ‹”‘’”‘œ‡••‘”‡ ™¡Š”‡† †‡• ‡–”‹‡„‡• –”‘–œ ™‡•‡Ǧ Š‡‹– –”ƒ•‹‡–‡” ‘–”‘ŽŽˆŽ—••Ǧ —† ƒ–‡ˆ‡ŠŽ‡” œ— ‡”ŠÚŠ‡ —† †ƒ‹– ‡‹‡ Š‘Š‡ ‡”ˆò‰„ƒ”‡‹– œ— ‡””‡‹…Š‡Ǥ  œ—•¡–œŽ‹…Š‡ –™‹…Ž—‰•‘•–‡ „‡‹ ‡‹‡” –‡‰”ƒ–‹‘ †‡” ‡…Šƒ‹•‡ œ— ”‡†—œ‹‡”‡ǡ ™‹”† ƒ—ˆ ‡‹‡ ‡‹ˆƒ…Š‡ ‹‰Ž‹‡†‡”—‰•Ú‰Ž‹…Š‡‹– ‹ ‡š‹•–‹‡”‡†‡ ƒ”†™ƒ”‡ ‰‡ƒ…Š–‡– —† ˜‡”Ǧ •…Š‹‡†‡‡ ڍ‘‘‹•…Š‡ ˆ‘”†‡”—‰‡ †—”…Š ‡”™‡†—‰ —–‡”•…Š‹‡†Ǧ Ž‹…Š‡”–™—”ˆ••–‹Ž‡ƒ„‰‡•…Š¡–œ–Ǥ  ‡ŠŽ‡”ˆƒŽŽ•‘ŽŽ†‡” ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰•Ǧ ‰”ƒ† ˜‡”‰”Ú釔–ǡ ‹ ˆ‡ŠŽ‡”ˆ”‡‹‡ ƒŽŽ †‹‡ ‡‹•–—‰ ‡”ŠÚŠ– ™‡”†‡Ǣ „‡‹ ‡Ǧ ˆ¡Š”†—‰ †‡” ›•–‡•‹…Š‡”Š‡‹– •‘ŽŽ ‡‹‡ ò…ˆƒŽŽÚ‰Ž‹…Š‡‹– ‹ ‡‹‡ •‹…Š‡”‡ —•–ƒ† ˜‘”Šƒ†‡ •‡‹Ǥ ‹‡ ‡ŠŽ‡”‡”‡—‰ •‘ŽŽ ‹‡”ŠƒŽ„ ™‡‹‰‡” ›Ž‡ •–ƒ––ˆ‹†‡ǡ ™ƒ• œ— ‡‹‡” œ‡‹–ƒŠ‡ ‡ƒ–‹‘ ƒ—ˆ ‡ŠŽ‡” ˆòŠ”– •‘™‹‡ ‡‹–‡‡ˆˆ‡–‡ ™‹‡ ‡ŠŽ‡”ˆ‘”–’ˆŽƒœ—‰ —† •…Š¡”ˆ‡ „‡‹ †‡” ‡ŠŽ‡”Ž‘ƒŽ‹•ƒ–‹‘ ‡‹•…Š”¡–Ǥ —•†‹‡•‡ ”ò†‡ Ú‡ ‹…Š– ‹ Œ‡†‡ ‡”‡‹…Šˆ‡ŠŽ‡”‡”‡‡†‡ǡ„œ™ǤǦ‘””‹‰‹‡”‡†‡‘†‡•‡‹‰‡•‡–œ–™‡”†‡Ǣ‡• ò••‡‹‘˜ƒ–‹˜‡”‡ ‡ŠŽ‡”–‘Ž‡”ƒœ‡…Šƒ‹•‡‡–™‹…‡Ž–™‡”†‡Ǥ •‡”‰‹„–•‹…Š†‹‡‡”•–‡ƒš‹‡ˆò”†‡–™—”ˆǣ •

Fehlertoleranz soll ohne großen Aufwand (einfache Systemintegration, Implementierungszeit, Flächenverbrauch, Beeinflussung des kritischen Pfades) erreichbar sein.





12

Kapitel 1: Einleitung und Motivation

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Für den Befehlssatz existierender Objektcode darf nicht verändert werden. Binärkompatibilität wird vollständig gewährleistet.

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Wenn sich der Prozessor im fehlertoleranten Betrieb befindet, soll dies für alle Anwendungen transparent geschehen.

1.2 Gliederung  ƒ’‹–‡Ž ʹ ™‡”†‡ †‹‡ ˆò” †ƒ• ‡”•–¡†‹• †‹‡•‡” ”„‡‹– ‘–™‡†‹‰‡

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13

Kapitel 1: Einleitung und Motivation

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15

Kapitel 2: Grundlagen

Die schlimmsten Fehler macht man in der Absicht, einen Fehler gutzumachen.

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Kapitel

2

Grundlagen

16

Kapitel 2: Grundlagen

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17

Kapitel 2: Grundlagen

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Eine Patriot-Rakete beim Start.

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Quelle: [8]

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18

Kapitel 2: Grundlagen

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 Diskontinuität zwischen mehreren Leitern

 Ein Kurzschluss zwischen zwei Leitern

Abbildung 2-1: Beispiele typischer Fertigungsfehler  

19

Kapitel 2: Grundlagen

2.1 Charakterisierung von Fehlerursachen ‡–”‹‡„•ˆ‡ŠŽ‡”•‹†ƒ…ŠȏͶʹȐ†ƒ†—”…Š…Šƒ”ƒ–‡”‹•‹‡”–ǡ†ƒ•••‹‡™¡Š”‡††‡” —–œ—‰•’Šƒ•‡ ‡‹‡• ˆ‡ŠŽ‡”ˆ”‡‹‡ ‡…Š‡•›•–‡• ‡‹‡ ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ–‡ —Ǧ •–ƒ††‡••‡Ž„‡˜‡”—”•ƒ…Š‡—†‡‹ƒŠ‡œ—„‡Ž‹‡„‹‰‡•œ‡‹–Ž‹…Š‡•‡”ŠƒŽ–‡ ƒ—ˆ™‡‹•‡Ǥ ‡”–”‡–‡” ˜‘ ƒ”†™ƒ”‡Ǧ‡–”‹‡„•ˆ‡ŠŽ‡” •‹† •–Ú”—‰•„‡†‹‰–‡ ‡ŠŽ‡” ȋœǤǤ †—”…Š ¡—釔‡ ‡…Šƒ‹•…Š‡ǡ ‡Ž‡–”‹•…Š‡ ‘†‡” –Š‡”‹•…Š‡ ‹Ǧ ˆŽò••‡ ȏʹͳͷȐȌ —† ‡”•…ŠŽ‡‹éˆ‡ŠŽ‡”Ǥ —”…Š ‡Ž‡–”‘•–ƒ–‹•…Š‡ –Žƒ†—‰ǡ —Ǧ ‰ò•–‹‰‡ –Š‡”‹•…Š‡ ‰‡„—‰•„‡†‹‰—‰‡ ƒ„‡” ƒ—…Š †—”…Š ‡Ž‡–”‹•…Š‡ o„‡”Žƒ•–—‰ Ú‡ ƒ—–‡‹Ž‡ †ƒ—‡”Šƒˆ– ‰‡•…Š¡†‹‰– ™‡”†‡Ǥ ‹”† †‹‡ „‡Ǧ –”‘ˆˆ‡‡ ‘’‘‡–‡ ‹…Š– ”‡’ƒ”‹‡”– ‘†‡” ƒ—•‰‡–ƒ—•…Š–ǡ „Ž‡‹„– †‡” ‡ŠŽ‡” „‹• œ—” o„‡”ˆòŠ”—‰ †‡• ›•–‡• ‹ ‡‹‡ •‹…Š‡”‡ —•–ƒ† ȋfail-safe shutdownȌ„‡•–‡Š‡Ǥ‡’‘”¡”‡•–Ú”—‰•„‡†‹‰–‡‡–”‹‡„•ˆ‡ŠŽ‡”–”‡–‡ƒŽ• ”•ƒ…Š‡ˆò” ‡ŠŽˆ—–‹‘‡‹†‹‰‹–ƒŽ‡›•–‡‡ͷ„‹•ͳͲͲƒŽŠ¡—ˆ‹‰‡”ƒ—ˆ ƒŽ• ’‡”ƒ‡–‡ ‡ŠŽ‡” ȏͳ͵͸ȐȏͳͺͳȐǤ –‡” †‡ ‡‰”‹ˆˆ †‡• dynamischen Fehlers ‘†‡” temporären störungsbedingten Betriebsfehlers ™‡”†‡ —•Ǧ •‡–œ‡”ȋintermittierende FehlerȌ—†ˆŽò…Š–‹‰‡ ‡ŠŽ‡”ȋtransiente FehlerȌœ—Ǧ •ƒ‡‰‡ˆƒ••–Ǥ”•ƒ…Š‡‹–‡”‹––‹‡”‡†‡” ‡ŠŽ‡”•‹†œǤǤ‡‹ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ–‡” ƒ”†™ƒ”‡‡–™—”ˆ ‘†‡” „‡•‘†‡”• ƒ—•‰‡œ‡‹…Š‡–‡ ‡Ž‡–”‹•…Š‡ —•–¡†‡ ȋ—•–‡”ƒ„Š¡‰‹‰‡• o„‡”•’”‡…Š‡ ƒ—ˆ †‡ —•Ž‡‹–—‰‡ ‡–…ǤȌǤ ”ƒ•‹‡–‡ ‡ŠŽ‡”•–‡ŽŽ‡ͺͲ„‹•ͻͲΨ†‡”‹ƒ”†™ƒ”‡ƒ—ˆ–”‡–‡†‡‡–”‹‡„•ˆ‡ŠŽ‡”†ƒ” ȏ͵ͷȐ—†˜‡”—”•ƒ…Š‡ò„‡”ͻͲΨ†‡”ƒ”–—‰•‘•–‡ȏͳͳ͵ȐǤ‹‡Ú‡—ǤƒǤ †—”…Š œ— ˆŽƒ…Š‡ ‹‰ƒŽˆŽƒ‡ǡ o„‡”•’”‡…Š‡ǡ ‡ˆŽ‡š‹‘‡ †‡” ‹‰ƒŽ‡ ƒ ‡‹–—‰•‡†‡ǡ —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡ ‹‰ƒŽŽƒ—ˆœ‡‹–‡ǡ Ž—–—ƒ–‹‘‡ †‡” ’ƒ—‰•˜‡”•‘”‰—‰ǡ

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20

Kapitel 2: Grundlagen

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Abbildung 2-2: Elektromigrationseffekt einer Verdrahtung ‹‡„‡”‡‹–•‹ƒ’‹–‡Žͳƒ‰‡•’”‘…Š‡ǡ™‡”†‡„‡‘„ƒ…Š–„ƒ”‡ˆˆ‡–‡†—”…Š –”ƒŠŽ—‰˜‡”—”•ƒ…Š–‡”–”ƒ•‹‡–‡” ‡ŠŽ‡”‹——ˆ–ƒ—…Šƒ—ˆ‡‡”‡•ŠÚŠ‡ ‹– ƒ„‡Š‡†‡” ‡”•‘”‰—‰••’ƒ—‰ǡ œ—‡Š‡†‡” ƒ–ˆ”‡“—‡œ —† –‡‰”ƒ–‹‘•†‹…Š–‡ ‡‹‡ ‹‡” ‰”Ú釔‡ ‘ŽŽ‡ ȏʹ͹Ȑ •’‹‡Ž‡Ǥ ‹‡•‡ ‡ŠŽ‡” •‘ŽŽ †ƒŠ‡” „‡•‘†‡”‡ —ˆ‡”•ƒ‡‹– ‰‡™‹†‡– ™‡”†‡Ǥ „„‹Ž†—‰ ʹǦ͵ œ‡‹‰– †‹‡ Žƒ••‹ˆ‹œ‹‡”—‰ ˜‘ –”ƒŠŽ—‰•ƒ”–‡ ƒ…Š †‡ ™‡†—‰•ˆ‡Ž†ǡ ™‘„‡‹ ƒ—ˆƒŠ”œ‡—‰‡ ‹ǤǤ‡Š‡” •‡Ž–‡ ‹ ‘–ƒ– ‹– ‡—–”‘‡ ‘‡ ȏͻʹȐǤ  ͷ Ž‡–”‘‡Ȁ Ž‡–”‘‡ŽÚ…Š‡”ǡ †‹‡ ƒ…Š ‡•…ŠŽ‡—‹‰—‰ †—”…Š ‡‹ •–ƒ”‡• ‡Ž‡–”‹•…Š‡• ‡Ž†‡‹‡•‡Š”Š‘Š‡‹‡–‹•…Š‡‡”‰‹‡ƒ—ˆ™‡‹•‡ǡ‹”‹–‹•…Š‡‡”‡‹…Š‡ ‡‹‡” …ŠƒŽ–—‰ ‰‡Žƒ‰‡ —† †—”…Š ƒ†—‰•˜‡”•…Š‹‡„—‰ ‡ŠŽ˜‡”ŠƒŽ–‡ ˜‡”Ǧ —”•ƒ…Š‡Ú‡Ǥ

21

Kapitel 2: Grundlagen

 Abbildung 2-3: Klassifizierung von Strahlungsarten nach Anwendungsbereich Temporäre —† destruktive –”ƒŠŽ—‰•‡ˆˆ‡–‡ Ú‡ ‹ kumulative —† Single-Event Effekte (SEE)—†Œ‡™‡‹Ž•‹ionisierende—†nicht-ionisierende –”ƒŠŽ—‰ —–‡”‰Ž‹‡†‡”– ™‡”†‡Ǥ  ‡‰‡•ƒ–œ œ— • ‡–•–‡Š‡ ——Žƒ–‹˜‡ –”ƒŠŽ—‰•‡ˆˆ‡–‡ ƒ—• †‡” ƒ——Ž‹‡”–‡ ‹”—‰ ˜‹‡Ž‡” ‡‹ŽǦ …Š‡Ǥ—‹…Š–Ǧ‹‘‹•‹‡”‡†‡”–”ƒŠŽ—‰‰‡ŠÚ”‡‡Ž‡–”‘ƒ‰‡–‹•…Š‡‡ŽŽ‡ǡ †‡”‡ ‡”‰‹‡ ‹…Š– ƒ—•”‡‹…Š–ǡ — –‘‡ œ— ‹‘‹•‹‡”‡Ǥ ‡‹ ‡‹‡” ‡ŽŽ‡Ǧ Ž¡‰‡ —–‡” ͳͲͲ ƒ ‡„‡ˆƒŽŽ• ‘‹•ƒ–‹‘ „‡™‹”– ™‡”†‡ǡ †ƒ ‡‹ Š‘–‘†ƒò„‡”‰‡ò‰‡†‡”‰‹‡˜‡”ˆò‰–ǡ—‡‹Ž‡–”‘ƒ„œ—•–‘釐Ǥ 



22

Kapitel 2: Grundlagen

— ‹‘‹•‹‡”‡†‡” –”ƒŠŽ—‰ œ¡ŠŽ‡ •‘™‘ŠŽ ‡‹Ž…Š‡Ǧ ȋœǤǤ αǦǡ βǦ —† ‡—–”‘‡•–”ƒŠŽ—‰Ȍ ƒŽ• ƒ—…Š ‡Ž‡–”‘ƒ‰‡–‹•…Š‡ –”ƒŠŽ—‰ ™‹‡ ڐ–‰‡Ǧ —† ƒƒ•–”ƒŠŽ—‰͸Ǥ ‹‡ „‡•‹–œ– ‰‡ò‰‡† ‡”‰‹‡ǡ — –‘‡ —† ‘Ž‡òŽ‡œ—‹‘‹•‹‡”‡ǡ†ǤŠǤƒ—•‡Ž‡–”‹•…Š‡—–”ƒŽ‡–‘‡—†‘Ž‡òŽ‡ ’‘•‹–‹˜ ‘†‡” ‡‰ƒ–‹˜ ‰‡Žƒ†‡‡ ‡‹Ž…Š‡ œ— ‡”œ‡—‰‡ —† †ƒ‹– –”ƒ•‹‡–‡ ‡ŠŽ‡”ƒ—•œ—ŽÚ•‡Ǥ‹”‡–‹‘‹•‹‡”‡†‡–”ƒŠŽ—‰„‡œ‡‹…Š‡–ƒŽŽ‡‰‡Žƒ†‡‡ ‡‹Ž…Š‡ ™‹‡ Ž‡–”‘‡ ‘†‡” Ž’Šƒ–‡‹Ž…Š‡ǡ †‹‡ †—”…Š –Úé‡ —‹––‡Ž„ƒ” ‘‹•ƒ–‹‘‡ ‹ †‡” „‡•–”ƒŠŽ–‡ ƒ–‡”‹‡ ‡”œ‡—‰‡Ǥ ‡‹ ‰‡ò‰‡†‡” ƒŽ‹‡”—‰ †‡” –‡‰”ƒ–‹‘•†‹…Š–‡ Ú‡ ƒ—…Š ”‘–‘‡ –”ƒ•‹‡–‡ ‡ŠŽ‡” ˜‡”—”•ƒ…Š‡ȏͳ͹ȐǤ —ˆ–Ǧ—†ƒ—ˆƒŠ”–ƒ™‡†—‰‡ˆòŠ”–†‹‡• œ—‡‹‡” —

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…ŠƒŽ–—‰‡Ǥ ‡‹ ‹†‹”‡–‡” –”ƒŠŽ—‰ ™‹”† †‹‡ ‡”‰‹‡ †‡• ‡‹Ž…Š‡• œ—Ǧ ¡…Š•– ƒ—ˆ ‡‹‡ –‘é’ƒ”–‡” ò„‡”–”ƒ‰‡ǡ †‡” †‹‡ ‹Š —‰‡„‡†‡ ƒ–‡”‹‡ ‹‘‹•‹‡”–Ǥ ‡—–”‘‡•–”ƒŠŽ—‰ œ¡ŠŽ– œ—” ‹†‹”‡– ‹‘‹•‹‡”‡†‡ ‡‹Ž…Š‡Ǧ •–”ƒŠŽ—‰Ǥ„„‹Ž†—‰ʹǦͶ’”¡•‡–‹‡”–†‡…Š‹––†—”…Š†‹‡’Ǧ’‡””•…Š‹…Š– ‡‹‡• ”ƒ•‹•–‘”• —† †‡ ‹†‡ƒŽ‹•‹‡”–‡ ˆƒ† ‡‹‡• ‘• ȏ͹͹Ȑ ȋǦ‹ǣ Ǧ †‘–‹‡”–‡• ‹Ž‹œ‹—ȌǤ ƒ„‡‹ „‡•–‹– †‡” ‹‡Ž θǡ ‘„ ‡Š”‡”‡ …ŠƒŽ–Ǧ ‡Ž‡‡–‡‰Ž‡‹…Šœ‡‹–‹‰„‡‡‹ˆŽ—••–™‡”†‡Ú‡Ǥ

 ͸ ƒ…Š de Broglie ƒ ‡‹‡ „‡™‡‰–‡ ƒ–‡”‹‡–‡‹Ž…Š‡ ‡‹‡ ‡ŽŽ‡ œ—‰‡‘”†‡– ™‡”†‡Ǥ •– ’ †‡” ’—Ž• ‡‹‡• ‡‹Ž…Š‡•ǡ •‘ ‹•– †‹‡ ‡ŽŽ‡Ž¡‰‡ ɉ †—”…Š †‹‡ ‡Ǧ œ‹‡Š—‰ɉȉ’αŠȋŽƒ…•…Š‡•‹”—‰•“—ƒ–—ŠαͶǡͳ͵ͷ͸͸͹Ͷ͵ȉͳͲǦͳͷ‡ȉ•Ȍ‰‡‰‡„‡Ǥ ‘‹– ƒ ƒ—…Š ڐ–‰‡Ǧ ‘†‡” ƒƒ•–”ƒŠŽ—‰ œ—” ‡‹Ž…Š‡•–”ƒŠŽ—‰ ‰‡”‡…Š‡– ™‡”†‡Ǥ ƒ…Šǣ ‡›‡”• ‡š‹‘ ȋMateriewelleȌǡ Š––’ǣȀȀŽ‡š‹‘Ǥ‡›‡”•Ǥ†‡Ȁ‡›‡”•Ȁ ƒ–‡”‹‡™‡ŽŽ‡ǡ‹–‹‡”–ƒʹ͵ǤͲͳǤʹͲͲͺǤ

Kapitel 2: Grundlagen

23

Abbildung 2-4: Ionen-Einzelimpuls in der p-n Sperrschicht ƒ• ƒ”–‹‡Ž ‡”œ‡—‰– ƒ—ˆ •‡‹‡ ˆƒ† ‹ ‹Ž‹œ‹—Ǧ”‹•–ƒŽŽ‰‹––‡” Ž‡–”‘‡Ǧ Ž‘…ŠǦƒƒ”‡ †—”…Š ‘—Ž‘„Ǧ–”‡——‰Ǥ ‹‡ ‡‹‰‡„”ƒ…Š–‡ ‡”‰‹‡ ƒ †—”…Š †‡ ‡”‰‹‡˜‡”Ž—•–  †‡• ‘• ƒ—ˆ •‡‹‡ ‡‰ †Ȁ†š ‹ ‡Ȁμǡ †‡ Ž‹‡ƒ”‡‡”‰‹‡–”ƒ•ˆ‡”™‡”–ȋα†Ȁȡ†šǡȡ ‹•–†‹‡ƒ–‡”‹ƒŽ†‹…Š–‡Ȍ‹‡ ’”‘…ʹ‰Ϋͳ ‘†‡”‹ƒ†—‰’”‘¡‰‡‡‹Š‡‹–ȋ’ȀρȌƒ‰‡‰‡„‡™‡”†‡ ȏͻʹȐǤ—”…Š†‹”‡–‘†‡”‹†‹”‡–‹‘‹•‹‡”‡†‡–”ƒŠŽ—‰ƒ„‡‹‰‡ò‰‡† ‡‹‰‡„”ƒ…Š–‡”ƒ†—‰‡‹”ƒ•‹•–‘”‹‡”ŠƒŽ„‡‹‡•͹‡‹Ǧ‘†‡”ƒ—•Ǧ ‰‡•…ŠƒŽ–‡– ™‡”†‡ǡ ™‘†—”…Š †‡” —•–ƒ† †‡• ‰‡•’‡‹…Š‡”–‡ ‹– ‹˜‡”–‹‡”– ™‹”†Ǥ ‹‡•‡ –”ƒ•‹‡–‡ ˆˆ‡–‡ ™‡”†‡ ƒŽ• Single-Event Upset ȋSEUȌ „‡Ǧ œ‡‹…Š‡–Ǥ „„‹Ž†—‰ ʹǦͷ œ‡‹‰– †ƒœ— „‡‹•’‹‡ŽŠƒˆ– †‹‡ ‹”—‰ ‡‹‡•  ‹ ‡‹‡” Ǧ  Ǧ‡ŽŽ‡ ȋ”‡‹…Š‡”—‰•–›’ǡ ‘Š‡ —„•–”ƒ–˜‡”Ǧ „‹†—‰—†”ƒ•‹•–‘”‡ˆò”†‹‡•–‡—‡”—‰†‡”‹–Ž‡‹–—‰‡—†ȌǤ  ͹"ŠŽ‹…Šˆ—–‹‘‹‡”–ƒ—…Š†‹‡‡”¡†‡”—‰†‡•—•–ƒ†•˜‘•Ǥ

24

Kapitel 2: Grundlagen

 a) Partikeleinschlag

 b) Nach Partikeleinschlag

Abbildung 2-5: Effekt eines Single-Event Upsets in einer SRAM-Zelle ƒ„‡ŽŽ‡ ʹǦͳ œ‡‹‰– ‡‹‹‰‡ ‹‰Ž‡Ǧ˜‡– –”ƒŠŽ—‰•‡ˆˆ‡–‡ ȋƒ—• ȏͳ͹ȐȏͶͳȐȏͷͲȐ ȏʹʹ͵ȐȌǤ‹‡•–‡ŽŽ‡†‹‡ƒ—’–—”•ƒ…Š‡ˆò”–”ƒŠŽ—‰••…Š¡†‡‹–‡””‡•–”‹•…Š‡ —†‡š–”ƒ–‡””‡•–”‹•…Š‡‰‡„—‰‡†ƒ”ȏͳʹȐǤ

Tabelle 2-1: Beispiele für Single-Event Strahlungseffekte Temporäre Effekte



Name

Beschreibung und Effekt

‹‰Ž‡Ǧ˜‡–’•‡–

‡”Ž‘‰‹•…Š‡—•–ƒ†‡‹‡• ’‡‹…Š‡”‡Ž‡‡–•™‹”†˜‡”¡†‡”–



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‹‰Ž‡Ǧ˜‡– —…–‹‘ƒŽ –‡””—’–

—•ŽÚ•‡‡‹‡• –‡””—’–•



‹‰Ž‡Ǧ˜‡–”ƒ•‹‡–

‡”¡†‡”—‰ †‡”—•‰ƒ„‡ ‡‹‡•…ŠƒŽ–‡–œ‡•

Destruktive Effekte  

‹‰Ž‡Ǧ˜‡– ƒ–‡—’–—”‡

—•ƒ‡„”—…Š†‡• ƒ–‡Ǧš‹† ‹‡Ž‡–”‹—•„‡‹ δͲ

25

Kapitel 2: Grundlagen

• ™‡”†‡ •‡‹– †‡ •’¡–‡ •‹‡„œ‹‰‡” ƒŠ”‡ —–‡”•—…Š– —† ˆòŠ”–‡ œ—” –†‡…—‰ –”ƒ•‹‡–‡” ’‡‹…Š‡”ˆ‡ŠŽ‡” ‹ ‡š–”ƒ–‡””‡•–”‹•…Š‡ —† –‡””‡•–”‹•…Š‡ ȏͳͻȐ ‰‡„—‰‡Ǥ ‹‡ ‹– • ˜‡”™ƒ†–‡ Single-Event Transients ȋSETsȌ –”‡–‡ ‹ …ŠƒŽ–‡–œ‡ ƒ•–ƒ–– ‹ ’‡‹…Š‡”‡Ž‡‡–‡ ƒ—ˆǤ Single-Event Disturbances ȋSEDsȌ •‹† –”ƒ•‹‡–‡ ‡ŠŽ‡”ǡ †‹‡ †—”…Š ‡‹‡ ƒ”–‹‡Ž‡‹•…ŠŽƒ‰‹†‡”‡”†”ƒŠ–—‰˜‡”—”•ƒ…Š–™‡”†‡—††ƒ‹–œ—‡‹‡” ‡”ˆ¡Ž•…Š—‰†‹‰‹–ƒŽ‡” ˆ‘”ƒ–‹‘ˆòŠ”‡Ǥ ‡ ‡ŠŽ‡”‡”‡—‰•Ǧ —† Ǧ„‡Š‡„—‰•‡…Šƒ‹•‡ ‹‡”ŠƒŽ„ ‡‹‡• ‡‰‡ œ‡‹–Ž‹…Š‡ ƒŠ‡• ƒ”„‡‹–‡ǡ Ú–‡ ƒ…Š †‡ ‹•…ŠŽƒ‰ ‡‹‡• ƒ”–‹‡Ž•‘…Š‰‡ò‰‡†‡”‰‹‡˜‘”Šƒ†‡•‡‹ǡ•‘†ƒ••‡‹ ‡ŠŽ‡”‹‡‹‡ ’‡‹…Š‡”‡Ž‡‡– ‹…Š– ò„‡”•…Š”‹‡„‡ ™‡”†‡ ƒ —† ™‡‹–‡”‡ …Š”‡‹„Ǧ ‘†‡” ‡•‡œ—‰”‹ˆˆ‡ œ— ȋ™‡‹–‡”‡Ȍ ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ–‡ ”‰‡„‹••‡ ˆòŠ”‡Ǥ ‹‡ ™‹…Š–‹‰‡ ”ƒ‰‡‹•–ƒŽ•‘ǡ™‹‡Žƒ‰‡†‹‡‡”‰‹‡‡‹‡•ƒ”–‹‡Ž•†ƒ•„‡–”‘ˆˆ‡‡ …ŠƒŽ–™‡” ‹ •‡‹‡” —–‹‘ „‡‡‹ˆŽ—••‡ ƒǤ ƒ…Š ȏͶͻȐ —† ȏͳͷ͹Ȑ „‡Ǧ •‹–œ– †‹‡ Žƒ†—‰••ƒ‡Ž†‡ ›ƒ‹ ‡‹‡ •…Š‡ŽŽ‡ ȋȋͳͲͲ’•ȌȌ —† ‡‹‡ Žƒ‰•ƒ‡ȋȋ•ȌȌ‘’‘‡–‡Ǥ  ȏʹʹͲȐ ˆ‹†‡– ƒ „‡œò‰Ž‹…Š †‡” ƒ—‡” ‡‹‡• –”ƒ•‹‡–‡ ‡ŠŽ‡”• ˆ‘Ž‰‡†‡•ǣ ǷThe prompt charge is collected in much less than 1 ns, which is shorter than the response time of most MOS transistor.Dz

‡ƒ—‡” —† ƒ–—‡ŽŽ‡” ‹•– ȏͻͻȐǤ ‹‡” •‹‡Š– ƒ ƒ ‡‹•’‹‡Ž ‡‹‡• Ͳǡ͸μǦ Ǧ”‘œ‡••‡•ǡ †ƒ•• †‹‡ Žƒ‰•ƒ‡ ‘’‘‡–‡ τα †‡” Žƒ†—‰•Ǧ •ƒ‡Ž†‡›ƒ‹‡‹‡•εͲǡͷ•‹—„•–”ƒ–ȋ‹–ƒš‹ƒŽͲǡͷȌ —††‹‡•…Š‡ŽŽ‡‘’‘‡–‡τ⋏‡”‡‹…Š≤Ͳǡʹ•‹–ò„‡”͵ƒ–‹˜‹•–Ǥ 



26

Kapitel 2: Grundlagen

‘†‡ŽŽ‹‡”–™‹”††‹‡•‡›ƒ‹ƒ…Šȏͳ͵ͺȐ†—”…Šǣ

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Ip(t) in mA

0,8

0,6

0,4

0,2

0 0

1

2

t(ns)

3

4



Abbildung 2-6: Partikel-Stromimpuls (I0=3 mA, τα=0,5 ns, τβ=0,2 ns) ‡‹ ƒ–ˆ”‡“—‡œ‡ ò„‡” ʹ œ ƒ ‘…Š ‰‡ò‰‡† ƒ†—‰ ˜‘”Šƒ†‡ •‡‹ǡ — ™‹‡†‡”Š‘Ž– †‡•‡Ž„‡ ‡ŠŽ‡” œ— ‡”‡‡Ǥ ‹‡ ‘•‡“—‡œ ‹•–ǡ ‡‹‡ ډŽ‹…Š‡‹– œ—” Žƒ‰•ƒ‡ ‡‰”ƒ†ƒ–‹‘ „‹• œ—” ƒ‹ŽǦƒˆ‡ „•…ŠƒŽ–—‰

Kapitel 2: Grundlagen

27

˜‘”œ—•‡Š‡Ǥ ‹‡•‡ ډŽ‹…Š‡‹– ™‹”† ‹ „•…Š‹–– ͶǤͳǤͶǤ͹ „‡•…Š”‹‡„‡Ǥ  ‡‹‡” –—†‹‡ ˜‘  ȏʹ͵ͷȐ ™—”†‡ ò„‡” ‡‹‡ ‡‹–”ƒ— ˜‘ ͳͷ ƒŠ”‡ Š‹™‡‰–”ƒ•‹‡–‡ ‡ŠŽ‡”‹’‡‹…Š‡”—–‡”•—…Š–Ǥ‹‡”‰‡„‹••‡†‡”‡‹ŽǦ •–—†‹‡ˆòŠ”–‡‹ ƒŠ”ͳͻͺͻœ—”‹ˆòŠ”—‰˜‘‡•–•ƒ—ˆ–”ƒ•‹‡–‡ ‡ŠŽ‡” †—”…Š ‘•‹•…Š‡ –”ƒŠŽ—‰ ‹ ƒŽŽ‡ •Ǥ ‡–ƒ‹Ž• œ— ‡ŠŽ‡”ƒ”–‡ —† Ǧ ”ƒ–‡‹—„Ǧ‹”‘Ǧ‡…Š‘Ž‘‰‹‡Ú‡‹ȏͻ͵Ȑƒ…Š‰‡Ž‡•‡™‡”†‡Ǥ‡Š” ƒ—•ˆòŠ”Ž‹…Š ™‡”†‡ –”ƒŠŽ—‰•‡ˆˆ‡–‡ ‹ ‹‰‹–ƒŽ•…ŠƒŽ–—‰‡ ‹ —…Š ˜‘ ‘Ž‡•Ǧ‹‡†Ž‡ȏ͹͹Ȑ„‡Šƒ†‡Ž–Ǥ 

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Kapitel 2: Grundlagen

2.2 Effektabbildung physikalischer Fehler

‡‰‡ò„‡”œƒŠŽ”‡‹…Š‡’Š›•‹ƒŽ‹•…Š‡ ‡ŠŽ‡”—”•ƒ…Š‡ǡ†‡”‡ˆˆ‡–ƒ—ˆ†ƒ• ‡”ŠƒŽ–‡ †‡” …ŠƒŽ–—‰ ‹…Š– ‘’Ž‡–– ˜‡”•–ƒ†‡ ™‹”† ‘†‡” œ— ‘’Ž‡š ˆò”‡‹‡ƒŽ›•‡‹•–ǡ•–‡Š–†‡”—•…Šǡ˜‘†‹‡•‡œ—ƒ„•–”ƒŠ‹‡”‡—†ƒ—ˆ Ž‘‰‹•…Š‡ ‡ŠŽ‡” ƒ„œ—„‹Ž†‡Ǥ ‹”‘’”‘œ‡••‘”‡ •‹† •‡‹– ˜‹‡Ž‡ ƒŠ”‡ œ— ‘’Ž‡šǡ—ƒŽŽ‡‘’‘‡–‡˜‘”ƒŽŽ‡†‡„ƒ”‡‡ˆ‡–‡œ—•…Šò–œ‡Ǥ ƒ”ƒ—• ˆ‘Ž‰–ǡ †ƒ•• †‹‡ ˆ‘”†‡”—‰‡ ƒ ‡‹ ˆ‡ŠŽ‡”–‘Ž‡”‹‡”‡†‡• ‡…Š‡Ǧ •›•–‡ ‰”—†•¡–œŽ‹…Š ‹…Š– ˆò” „‡Ž‹‡„‹‰‡ ‡ŠŽ‡”•œ‡ƒ”‹‡ǡ •‘†‡” —” ‹ ‹„Ž‹… ƒ—ˆ ‡‹‡ ‡ŠŽ‡”˜‘”‰ƒ„‡ ‡”ˆòŽŽ– ™‡”†‡ Ú‡Ǥ ‘Ž…Š‡ ‡ŠŽ‡”Ǧ ‘†‡ŽŽ‡ •‹† ‡‹ œ‡–”ƒŽ‡” ‡‹Ž †‡” ’‡œ‹ˆ‹ƒ–‹‘ ‡‹‡• ˆ‡ŠŽ‡”–‘Ž‡”ƒ–‡ ‡…Š‡•›•–‡•—†™‡”†‡•‡‹–†‡†‡”ͷͲ‡” ƒŠ”‡ȏͶ͸Ȑ‡‹‰‡•‡–œ–Ǥ‹‡‹ ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽˆ‡•–‰‡ŠƒŽ–‡‡ ‡ŠŽ‡”˜‘”‰ƒ„‡–”‹ˆˆ–—••ƒ‰‡ò„‡””–ǡ”–—† œ‡‹–Ž‹…Š‡• ‡”ŠƒŽ–‡ †‡” ‡ŠŽ‡”ǡ †‹‡ †‹‡ —˜‡”Ž¡••‹‰‡‹– ‘†‡” †‹‡ ‹…Š‡”Š‡‹– †‡• ›•–‡• ‹…Š– ‰‡ˆ¡Š”†‡ †ò”ˆ‡ —† †‡•ŠƒŽ„ ‡”ƒ– ™‡”†‡ ò••‡Ǥ ƒ‹–†‹‡œƒŠŽ†‡”‡•–•Ž‡‹‰‡ŠƒŽ–‡™‡”†‡ƒǡ„‡”ò…•‹…Š–‹‰–ƒ ‹ ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ—” ‡ŠŽ‡”ǡ†‡”‡—ˆ–”‡–‡•‡Š”™ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‹•–Ǥ‹‡œ— ‹Œ‹œ‹‡”‡†‡ ‡ŠŽ‡”ƒ”–‡ ™‡”†‡ ƒ—• †‡ ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ —† †‹‡•‡• ™‹‡†‡”—ƒ—•†‡•’¡–‡”‡‹•ƒ–œ„‡”‡‹…Š†‡”…ŠƒŽ–—‰„‡•–‹–Ǥƒ†ƒ• ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ „‡‹ —•ƒ…Š‰‡¡é‡” ™‡†—‰ œ— ò„‡”ƒ—• ’‘•‹–‹˜‡ ƒ„‡” —”‡ƒŽ‹•–‹•…Š‡ ”‰‡„‹••‡ Š‹•‹…Š–Ž‹…Š †‡• ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰•‰”ƒ†‡• ˆòŠ”‡ƒǡ•‘ŽŽ–‡‡••‘”‰ˆ¡Ž–‹‰‡–™‹…‡Ž–—††ƒ‡–•’”‡…Š‡†‡ ‡ŠŽ‡”Ǧ ‡”‡—‰•‡…Šƒ‹•‡ ‡–™‘”ˆ‡ ™‡”†‡Ǥ ‡” Fehlerüberdeckungsgrad ‹•– †‹‡ ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–ǡ †ƒ•• ‡‹ ‹ ›•–‡ ˜‘”Ž‹‡‰‡†‡”ǡ ‹ ‡ŠŽ‡”Ǧ ‘†‡ŽŽ •’‡œ‹ˆ‹œ‹‡”–‡” ‡ŠŽ‡” ƒŽ• ‡ŠŽ‡” ‡”ƒ– ™‹”† —† •–‡ŽŽ– ‡‹ ƒé ˆò” †‹‡ ‡ŠŽ‡”‡”‡—‰•ˆ¡Š‹‰‡‹– ‡‹‡• ›•–‡• †ƒ”Ǥ • ™‹”† ‡‹‡ ‹Ǧ ‡ŠŽ‡”„‡”‡‹…ŠǦƒŠ‡ —† ‡‹‡ ‘’‘‡–‡„‡œ‘‰‡‡ ‹Ǧ ‡ŠŽ‡”Ǧ

Kapitel 2: Grundlagen

29

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Auswahl realistischer Fehlermengen

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30

Kapitel 2: Grundlagen

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Kapitel 2: Grundlagen

31

ƒ‹– •‹…Š ‡‹ –”ƒ•‹‡–‡” ‡ŠŽ‡” ƒ‹ˆ‡•–‹‡”‡ ƒǡ —•• ‡” ˆ‘Ž‰‡†‡ ƒ•‹‡”—‰•‡ˆˆ‡–‡ò„‡”™‹†‡ǣ •

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•

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•

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Überschrieben: ‡ŠŽ‡”ǡ †‹‡ ‡‹‡ ‹ˆŽ—•• ƒ—ˆ †‹‡ —•ˆòŠ”—‰ Šƒ„‡ǡ †ƒ‡‹‡ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ–˜‡”¡†‡”–‡’‡‹…Š‡”œ‡ŽŽ‡ò„‡”•…Š”‹‡„‡ȋƒ—…Š†—”…Š ‡‹‡™‡‹–‡”‡ ‡ŠŽ‡”Ȍ™—”†‡ǡ„‡˜‘”˜‘†‹‡•‡”‰‡Ž‡•‡™‹”†Ǥ

•

Latent: ‡ŠŽ‡”ǡ †‹‡ ‡‹‡ ‹ˆŽ—•• ƒ—ˆ †‹‡ ‘‡–ƒ‡ —•ˆòŠ”—‰ Šƒ„‡ǡ œǤǤ ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ–‡ ‡”–‡ ‹ ’‡‹…Š‡”œ‡ŽŽ‡ǡ †‹‡ ‹…Š– ”‡ˆ‡”‡œ‹‡”– ™—”†‡ ‘†‡” ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ–‡ ‡”‡…Š—‰•”‘—–‹‡ǡ †‹‡ ‹…Š– ƒ—ˆ‰‡”—ˆ‡ ™—”†‡Ǥ

32 •

Kapitel 2: Grundlagen

Effektiv: ‡ŠŽ‡”ǡ †‹‡ •‹…Š –ƒ–•¡…ŠŽ‹…Š ƒ—•™‹”‡ǡ œǤǤ †‡ ‘–”‘ŽŽˆŽ—•• ‘†‡”ƒ–‡‹‡‹‡‹”‘’”‘œ‡••‘”™¡Š”‡††‡”—•ˆòŠ”—‰‹–‘†‡” ‘Š‡‡”œÚ‰‡”—‰˜‡”¡†‡”Ǥ

ƒ–‡–‡ —† ò„‡”•…Š”‹‡„‡‡ ‡ŠŽ‡” ™‡”†‡ ƒ—…Š ƒŽ• ineffektiv …Šƒ”ƒ–‡”‹•‹‡”–.  2.2.2

Das Fehlermodell auf Gatterebene

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•

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2.2.2.1

Permanente Fehler durch konstante logische Werte

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Kapitel 2: Grundlagen

33

‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ ‡‹‡ ˆò” †‹‡ ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘ ‘•–‡‰ò•–‹‰‡ ȋ†ƒ ™‡‹‰‡” ‡ŠŽ‡”ƒ”–‡ „‡–”ƒ…Š–‡– ™‡”†‡ ò••‡Ȍ—† ”‡ƒŽ‹•–‹•…Š‡ ‘†‡ŽŽ‹‡”—‰†ƒ”Ǥ ‹– †‡” ‹Ǧ ‡ŠŽ‡”ǦƒŠ‡ ™‡”†‡ single Stuck-At ‡ŠŽ‡” ȋ‹ ‡‰‡•ƒ–œ œ— multiple Stuck-AtȌ ˜‘”ƒ—•‰‡•‡–œ–Ǥ ‡”ò”œ‡† „‡œ‡‹…Š‡ ™‹” ‹ ‘Ž‰‡†‡ single Stuck-At ƒŽ• Stuck-At ‡ŠŽ‡”Ǥ Stuck-At-0 —† Stuck-At-1 ‡ŠŽ‡” ™‡”†‡ ƒŽ• ‰Ž‡‹…Š ™ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š ƒ‰‡•‡Š‡Ǥ ¡—ˆ‹‰ ƒ—ˆ–”‡–‡†‡ ‡ŠŽ‡”ǡœǤǤ ‡ŠŽ‡”‹‡‹ˆƒ…Š‡ ƒ––‡”ˆ—–‹‘‡ǡ—••‡—†—”œ•…ŠŽò••‡ Ú‡ ˆò” ˜‹‡Ž‡ ‡…Š‘Ž‘‰‹‡ ‘†‡ŽŽ‹‡”– ™‡”†‡Ǥ ‹– ƒ†‡”‡ ‘†‡ŽŽ‡ ȏʹͳͺȐ Ž¡••– •‹…Š ‡‹ ’‡”ƒ‡– ‘ˆˆ‡‡”ǡ „œ™Ǥ ‰‡•…ŠŽ‘••‡‡” ”ƒ•‹•–‘” ‘†‡ŽŽ‹‡”‡Ǥ

2.2.2.2

Transiente Fehler durch Single-Event Upsets

‹‰Ž‡Ǧ˜‡– ’•‡–• ™‡”†‡ †—”…Š †ƒ• ˜‡”–‹‡”‡ ‡‹‡• ‹–• ‹ ‡‹‡ ’‡‹…Š‡”‡Ž‡‡–‘†‡ŽŽ‹‡”–Ǥ‹‡Ú‡ƒ…Šƒ”Ž••‘‡–ƒŽǤȏͻͺȐ‹ˆŽ‹’Ǧ–‘ǦͲǡ ˆŽ‹’Ǧ–‘Ǧͳǡ ƒ–‡Ǧǡ ‘–”‘ŽŽˆŽ—••Ǧ —† •‘•–‹‰‡ ‡ŠŽ‡” —–‡”–‡‹Ž– ™‡”†‡Ǥ ‹‡ o„‡”‰ƒ‰•™ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡ ȓͲ→ͳȔ —† ȓͳ→ͲȔ ™‡”†‡ ‡„‡ˆƒŽŽ• ƒŽ• ‰Ž‡‹…Š ƒ‰‡•‡Š‡Ǥ ‹‡•‡ ƒŠ‡ ™—”†‡ ˜‘ ‹†± ‡– ƒŽǤ ȏͳʹͲȐ ‡š’‡”‹‡–‡ŽŽƒŽ•‘””‡–„‡•–¡–‹‰–Ǥ  

34 2.2.3

Kapitel 2: Grundlagen

Das Fehlermodell auf Komponentenebene

‡†‡” ‹ †‡ ˆ‘Ž‰‡†‡ „•…Š‹––‡ ‡”™¡Š–‡ ‘’‘‡–‡ ‡‹‡• ‹”‘Ǧ ’”‘œ‡••‘”• ‹•– ‡‹ ‡–•’”‡…Š‡†‡• ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ œ—‰‡‘”†‡–Ǥ ‡†‡” ‡ŠŽ‡”Ǧ ‡”‡—‰•‡…Šƒ‹•—• ™‹”† †—”…Š ™‡†—‰ ‡‹‡• ‡–•’”‡…Š‡†‡ ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ• „‡™‡”–‡–Ǥ ‹‡”†—”…Š ™‹”† ‡‹‡ ‡ŠŽ‡” ‡‹ ”– ȋ‡‹‡ ‘’‘‡–‡Ȍǡ ‡‹‡ ‡‹– —† ‡‹ ‡”– „œ™Ǥ ‡‹‡ ‡”–¡†‡”—‰ œ—‰‡‘”†‡– —† ‰‡œ‡‹‰–ǡ ™‹‡ †‹‡•‡ ‘†‡ŽŽ‹‡”– ™‹”†Ǥ ‹‡ „‡—–œ–‡ ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ‡ „‡Ǧ ”—Š‡ƒ—ˆ†‡˜ƒŽ‹†‹‡”–‡ ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ‡‹‡•‰‡‡”‹•…Š‡‹”‘’”‘œ‡••‘”• ȏ͵ͶȐǤ ƒ œ—” ‘†‡ŽŽ‹‡”—‰ ˜‘ ‡Š”ˆ¡†‹‰‡‹– —” ‘’‘‡–‡ ȋ”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡”ǡ ’‡‹…Š‡”ƒ†”‡••”‡‰‹•–‡”ǡ ‡‰‹•–‡”•¡–œ‡ǡ ‡ˆ‡ŠŽ•”‡‰‹•–‡”Ȍ †‡• ˜ƒŽ‹†‹‡”–‡ ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ• ”‡’Ž‹œ‹‡”– ™‡”†‡ǡ „Ž‡‹„– †ƒ• ‘†‡ŽŽ ”‡ƒŽ‹•–‹•…ŠǤ †‡ˆ‘Ž‰‡†‡ ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ‡™‡”†‡†‹‡‹ƒ„‡ŽŽ‡ʹǦʹƒ—ˆǦ ‰‡ˆòŠ”–‡ƒ”‹ƒ„Ž‡—†’‡”ƒ–‘”‡„‡—–œ–Ǥ‹‡‰ƒ„‡˜‘‹–’‘•‹–‹‘‡ ‹•– ‹‡” ƒ„•‘Ž—– ‹ ‡œ—‰ œ— ‹‡†‡”™‡”–‹‰•–‡ ‹– ‹ Ž‹––Ž‡Ǧ‡†‹ƒ ‘”ƒ–Ǥ ‹‡ ˜‘ —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡ ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ‡ ƒ„‰‡†‡…–‡ ‡ŠŽ‡”Ǧ ‡‰‡Ú‡•‹…Šò„‡”Žƒ’’‡Ǥ 

35

Kapitel 2: Grundlagen

Tabelle 2-2: Variablen und Operatoren im Komponenten-Fehlermodell

Variablen Name

Bedeutung

τ

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π

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–

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Operatoren ←

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36 2.2.3.1

Kapitel 2: Grundlagen

Programmzähler und Speicheradressregister

‹‡ ‹ ȏ͵ͶȐ „‡–”ƒ…Š–‡ ™‹” †‹‡ ”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡” ȋȌ —† ’‡‹…Š‡”ƒ†”‡••Ǧ ”‡‰‹•–‡”ȋȌ‹…Š–ƒŽ•‡‰‹•–‡”‹‡”ŠƒŽ„†‡•‡‰‹•–‡”•ƒ–œ‡•ǡ•‘†‡”ƒ—ˆǦ ‰”—† —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡” ‡ŠŽ‡”ƒ—•™‹”—‰‡ ƒŽ• ’‡œ‹ƒŽˆƒŽŽǤ ‹ ‡ŠŽ‡” ‹ ‡‹‡  ˆòŠ”– †ƒœ—ǡ †ƒ•• †ƒ• ˆƒŽ•…Š‡ ƒ–— ˜‘ ’‡‹…Š‡” ‰‡Ž‡•‡ǡ „œ™Ǥ †ƒ•”‹…Š–‹‰‡ƒ–—ƒ‡‹‡ˆƒŽ•…Š‡†”‡••‡‰‡•…Š”‹‡„‡™‹”†Ǥ‹ ‡ŠŽ‡”‹ ˆòŠ”–†ƒœ—ǡ†ƒ••‡‹‡‡“—‡œ˜‘ͳǡǥǡ‡ˆ‡ŠŽ‡ƒ—•†‡’‡‹…Š‡”‰‡Ǧ Š‘Ž– —† ƒ—•‰‡ˆòŠ”– ™‹”†ǡ †‹‡ •‹…Š ˜‘ †‡” ˆ‡ŠŽ‡”ˆ”‡‹‡ ‡ˆ‡ŠŽ••‡“—‡œ —–‡”•…Š‡‹†‡ ƒǤ ‡Š”ˆ¡†‹‰‡‹– ™‹”† †—”…Š ‡Š”‡”‡ • —† • —–‡”•–ò–œ–Ǥ Zeit:

¡Š”‡††‡”‡ˆ‡ŠŽ•ƒ—•ˆòŠ”—‰Ȁ‡‹‡•’‡‹…Š‡”œ—‰”‹ˆˆ•

Ort:

ƒ•Ȁ†‡”‡‹‡•Š”‡ƒ†•

Modellierung: ∀t ∈ {1,...,τ } : PCt ← expr Ÿ PCt ← (expr ⊕ ( mask y − 1 : 0 ))

  Anwendung:



—†







∀t ∈ {1,...,τ } : SARt ← expr Ÿ SARt ← (expr ⊕ ( mask y − 1: 0 ))

„•…Š‹––ͶǤͳǤͳǡͶǤͳǤͶ





37

Kapitel 2: Grundlagen

2.2.3.2

Registersatz und Registerumbenennung

‹‡•‡• ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ‘†‡ŽŽ‹‡”–‡”¡†‡”—‰‡‹‡”ŠƒŽ„†‡”ƒ”…Š‹–‡–—”‡ŽŽ •‹…Š–„ƒ”‡ ‡‰‹•–‡” —† „™‡‹…Š—‰‡ ‹ †‡ ˜‘ Š”‡ƒ†• ‰‡‡‹•ƒ ‰‡—–œ–‡ ’Š›•‹ƒŽ‹•…Š‡ ‡‰‹•–‡” †‡” ‡‰‹•–‡”—„‡‡—‰Ǥ ‡Š”ˆ¡†‹‰Ǧ ‡‹–™‹”††—”…Š‡Š”‡”‡‡‰‹•–‡”•¡–œ‡—–‡”•–ò–œ–Ǥ Zeit:

¡Š”‡††‡”‡ˆ‡ŠŽ•ƒ—•ˆòŠ”—‰

Ort:

‡†‡•’Š›•‹ƒŽ‹•…Š‡Ȁ‹˜‡”•ƒŽ”‡‰‹•–‡”‡‹‡•Š”‡ƒ†•

Modellierung: ‹’’‡‡‹œ‡Ž‡”‹–•‡‹‡•”…Š‹–‡–—””‡‰‹•–‡”•ǣ 





∀t ∈ {1,...,τ }.∀m ∈ {0,..., 2 a − 1} : Rm ,t ← expr Ÿ Rm ,t ← (expr ⊕ ( mask x − 1: 0 ))





‹’’‡‡‹œ‡Ž‡”‹–•‡‹‡•’Š›•‹ƒŽ‹•…Š‡‡‰‹•–‡”•ǣ



∀ m ∈ {0,..., 2 b − 1} . b ≥ a :

Anwendung:

tRm ← expr Ÿ tRm ← ( expr ⊕ ( mask x − 1 : 0 ))



„•…Š‹––ͶǤͳǤͳǡͶǤͳǤͶ

  2.2.3.3

Registerauswahl bei Schreib-/ Leseoperationen

‹–Š‹Žˆ‡†‹‡•‡• ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ•™‡”†‡ ‡ŠŽ‡”‹‡”ŠƒŽ„†‡”‡‰‹•–‡”ƒ—•™ƒŠŽ ƒ„‰‡„‹Ž†‡–Ǥ ‹ ‡ŠŽ‡” ˆòŠ”– œ—” —•™ƒŠŽ ‡‹‡• ˆƒŽ•…Š‡ ‡‰‹•–‡”• ˆò” †ƒ• …Š”‡‹„‡‘†‡”‡•‡‹‡”ŠƒŽ„†‡•ƒ”…Š‹–‡–—”‡ŽŽ•‹…Š–„ƒ”‡‡‰‹•–‡”•ƒ–œ‡• ‘†‡” †‡” ‡‰‹•–‡”—„‡‡—‰Ǥ ‹‡‡‰‹•–‡”‹ŠƒŽ–‡ ƒŽŽ‡” †ƒ–‡ƒ„Š¡‰‹‰‡ ‡‰‹•–‡”™‡”†‡–‡‹Ž™‡‹•‡‘†‡”˜‘ŽŽ•–¡†‹‰˜‡”¡†‡”–Ǥ Zeit:

¡Š”‡††‡”‡ˆ‡ŠŽ•ƒ—•ˆòŠ”—‰

Ort:

‡†‡•‹˜‡”•ƒŽǦȀ’Š›•‹ƒŽ‹•…Š‡‡‰‹•–‡”

38

Kapitel 2: Grundlagen

Modellierung: •™‹”††ƒ•ˆƒŽ•…Š‡‡‰‹•–‡”ˆò”†ƒ•Lesenƒ—•‰‡™¡ŠŽ–ǡ†ǤŠǤ

∀t ∈{1,...,τ }.∀m, i, j, x ∈{0,..., 2a − 1}.∃( x ≠ i ) :  

( Rm,t ← Ri ,t op R j ,t ) Ÿ ( Rk ,t ← Rx,t op R j ,t ), ∀t ∈{1,...,τ }.∀m, i, j, x ∈{0,...,2a −1}.∃( x ≠ j ) :









( Rm,t ← Ri ,t op Rj ,t ) Ÿ (Rk ,t ← Ri,t op Rx,t )





‡”¡†‡”—‰ †‡• ‡‰‹•–‡”•‡Ž‡–‘”• †‡• ƒ—• †‡ ’‡‹…Š‡”





‰‡Š‘Ž–‡‡ˆ‡ŠŽ•™‘”–‡•mem_read(PCi) †—”…Šȋl‹•–†‹‡‹–Ǧ





’‘•‹–‹‘†‡•œ—Ž‡•‡†‡‡‰‹•–‡”•‹‡ˆ‡ŠŽ•™‘”–Ȍǣ ∀ t ∈ {1, ..., τ } : mem _ read ( PC t ) Ÿ mem _ read ( PC t ) ⊕

 

 

((( x − a − l ) @ 0) # mask ( l + a − 1) : l #( l @ 0))



•™‹”††ƒ•ˆƒŽ•…Š‡‡‰‹•–‡”ˆò”†ƒ•Schreibenƒ—•‰‡™¡ŠŽ–ǣ

∀t ∈{1,...,τ }.∀m, i, j, x ∈{0,..., 2a − 1}.∃( x ≠ m) :







( Rm,t ← Ri ,t op R j ,t ) Ÿ ( Rx,t ← Ri ,t op R j ,t )





ƒ‹’—Žƒ–‹‘†‡•‡‰‹•–‡”•‡Ž‡–‘”•‹‡”ŠƒŽ„†‡•‰‡Š‘Ž–‡





ƒ•…Š‹‡„‡ˆ‡ŠŽ• ȋj ‹•– †‹‡ ‘•‹–‹‘ †‡• œ— •…Š”‡‹„‡†‡





‡‰‹•–‡”•‹‡ˆ‡ŠŽ•™‘”–†‡”¡‰‡šȌǣ  ( PC ) ⊕ ∀t ∈{1,...,τ }: mem _ read ( PCt ) Ÿ mem _read t

  Anwendung:

((( x − a − j)@0) # mask ( j + a − 1) : j #( j @0))  „•…Š‹––ͶǤͳǤͳǡͶǤͳǤͶ



39

Kapitel 2: Grundlagen

2.2.3.4

Befehlsdecodierung

‡ŠŽ‡” ‹ †‡” ‡ˆ‡ŠŽ•†‡…‘†‹‡”—‰ ™‡”†‡ †—”…Š ‘””—’‹‡”—‰ †‡• ’‡”ƒ–‹‘•…‘†‡•‹‡ˆ‡ŠŽ•™‘”–ƒ„‰‡„‹Ž†‡–ǡ™ƒ•œ—”—•™ƒŠŽ‡‹‡”ˆƒŽ•…Š‡ —•ˆòŠ”—‰•‡‹Š‡‹–ǡ‹”‘…‘†‡•‘†‡”‹”‘’”‘‰”ƒ•ˆòŠ”–Ǥ ¡Š”‡††‡”‡ˆ‡ŠŽ•ƒ—•ˆòŠ”—‰‘†‡”

Zeit: 



‡†‡ ’‡‹…Š‡”œ‡ŽŽ‡ǡ †‹‡ ‡‹‡ ƒ—•œ—ˆòŠ”‡†‡ ’‡”ƒ–‹‘•Ǧ

Ort: 

‡‹‡•’‡‹…Š‡”œ—‰”‹ˆˆ•



…‘†‡‡–Š¡Ž–

Modellierung: ‡”¡†‡”—‰†‡•’‡”ƒ–‹‘•…‘†‡•‹‡ˆ‡ŠŽ•™‘”–†—”…Š 



ȋk‹•–†‹‡‘•‹–‹‘ǡc†‹‡”‡‹–‡†‡•’‡”ƒ–‹‘•…‘†‡•Ȍǣ ∀ t ∈ {1,..., τ } : mem _ read ( PC t ) Ÿ mem _ read ( PC t ) ⊕ 

  Anwendung:

(( x − c − k ) @ 0) # mask ( k + c − 1) : k #( k @ 0))



„•…Š‹––ͶǤͳǤͶ

  2.2.3.5

Mikrocode-ROM

ƒ• ‰‡•ƒ–‡ ‹”‘…‘†‡Ǧ ™‹”† ƒ—• ‡•…Š™‹†‹‰‡‹–•‰”ò†‡ ‘ˆ– ‹ ‡‹‡ ȋȌǦ‡”‡‹…Š ‘’‹‡”–Ǥ šͺ͸Ǧ”‘œ‡••‘”‡ ˜‡”ˆò‰‡ •‡‹– ‡Š”‡”‡

ƒŠ”‡ ò„‡” †‹‡ ډŽ‹…Š‡‹– ‡‹‡• ”‡˜‡”•‹„Ž‡ ‹”‘…‘†‡Ǧ’†ƒ–‡• †‡• ‰‡•ƒ–‡‹”‘’”‘‰”ƒ•’‡‹…Š‡”• ȏͺ͵ȐǤ ‡‹ Ǧ„ƒ•‹‡”–‡  • ‹•– ‡• •‡Ž„•–˜‡”•–¡†Ž‹…Šǡ †ƒ•• ‡ŠŽ‡” ‡„‡•‘ ™‹‡ „‡‹ ‹”‘’”‘‰”ƒ‹‡”„ƒ”‡ …ŠƒŽ–™‡”‡‹‰‡•ƒ–‡‹”‘…‘†‡‡ˆˆ‡–‹˜™‡”†‡Ú‡Ǥ‡‹Ž’Šƒ ȋʹͳš͸ͶȌ˜‘‹‰‹–ƒŽ“—‹’‡–™‹”†‡‹‡Ž‡‡–ƒ”‡”‡ˆ‡ŠŽ••ƒ–œƒ—•‡‹‡ •‡”‹‡ŽŽ‡„‡œ‘‰‡ǡ——ǤƒǤ†‹‡‡‰‹•–‡”™‡”–‡œ—”—••–‡—‡”—‰—††‹‡ ‡‹–˜‘”‰ƒ„‡ ˆò” †‹‡ ƒ…Š‡• œ— ‹‹–‹ƒŽ‹•‹‡”‡ ȏ͵ͻȐǤ ‹‡ ‹—Žƒ–‹‘ †‡• ‡”•–‡ Ž’ŠƒǦ‹”‘’”‘œ‡••‘”•™—”†‡ƒ—ˆ‡‹‡”‹”‘’”‘‰”ƒ‹‡”„ƒ”‡ͺͺͲͲ

40

Kapitel 2: Grundlagen

ȋƒ—–‹Ž—•Ȍ —–‡” —Š‹Žˆ‡ƒŠ‡ œ—•¡–œŽ‹…Š‡” ‹”‘…‘†‡• „‡•…ŠŽ‡—‹‰– ȏ͵͸ȐǤ ‹‡ ‡”ˆ‡‹‡”—‰ †‡• ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ• ƒ—• †‡” ‡ˆ‡ŠŽ•†‡…‘†‹‡”—‰ ‡”Š¡Ž– ƒǡ ™‡ • ‹ ‰‡•ƒ–‡ ‹”‘’”‘‰”ƒ•’‡‹…Š‡” ƒ‰‡‘‡ ™‡”†‡Ǥ  ‹”‘…‘†‡Ǧ Ú‡ ‡ŠŽ‡” ‹– ‡‹‡” ŠÚŠ‡”‡ ƒ–‡ ƒŽ• ‹ †‡” ‡…‘†‹‡”—‰ ‡ˆˆ‡–‹˜ ™‡”†‡ǡ †ƒ Š‹‡” ‡Š” ’‡‹…Š‡”‡Ž‡‡–‡ ˜‘”Ǧ Šƒ†‡•‹†Ǥ „„‹Ž†—‰ʹǦ͹œ‡‹‰–†ƒ• ‘”ƒ–‡‹‡•‹”‘„‡ˆ‡ŠŽ•Ǥ



Abbildung 2-7: Format eines Mikrobefehls ” „‡•–‡Š– ƒ—• ‘–”‘ŽŽǦ —† Ž—••‹ˆ‘”ƒ–‹‘Ǥ ‘–”‘ŽŽ‹ˆ‘”ƒ–‹‘‡ •‹† †‡†‹œ‹‡”–‡ ‹–• ‹ ‹”‘„‡ˆ‡ŠŽ ‘†‡” ‹ –ƒ–—•™‘”–ǡ ‹– †‡‡ „‡†‹‰–‡ ’”ò‰‡‘†‡ŽŽ‹‡”–™‡”†‡Ú‡Ǥ ƒŽŽ•‡‹•‘Ž…Š‡•‹–‰‡•‡–œ–‹•–ǡ™‹”††‡” ‹”‘’”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡” ȋρȌ ‹– †‡” †”‡••‡ ƒ—• †‡ ‡”•–‡ ‡‹Ž ȋͳȌ †‡” Ž—••‹ˆ‘”ƒ–‹‘‰‡Žƒ†‡ǡƒ†‡”‡ˆƒŽŽ•‹–†‡œ™‡‹–‡ȋʹȌǤ‹‡•‡”‡š‹•–‹‡”– ƒ•–ƒ–– ‡‹‡• ††‹‡”‡”• ƒ—ˆ‰”—† †‡” •…Š‡ŽŽ‡”‡ ”‹––Ž—‰ †‡” ‘Ž‰‡Ǧ ƒ†”‡••‡ —† ‰”Ú釔‡ Ž‡š‹„‹Ž‹–¡– „‡‹ †‡” ƒŠŽ †‡” ‘†‹‡”—‰Ǥ ‹‡ Ž—••Ǧ ‹ˆ‘”ƒ–‹‘ ‹ ‘” †‡• ‹”‘’”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡”• „‡œ‹‡Š– •‹…Š ƒ—ˆ †‡ ¡…Š•–‡ ƒ—•œ—ˆòŠ”‡†‡ ‹”‘„‡ˆ‡ŠŽǤ ‹” ‡Š‡ ƒ—• ”ò†‡ †‡” ‘ŽŽǦ •–¡†‹‰‡‹– ƒ—…Š ‡ŠŽ‡” ‹ ‹”‘’”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡”ǡ ‘†‡ŽŽ‹‡”– †—”…Š ‡”Ǧ ¡†‡”—‰†‡” Ž—••‹ˆ‘”ƒ–‹‘ƒǤ‡”Ž‡–œ–‡‡ˆ‡ŠŽ‡‹‡•‹”‘’”‘‰”ƒ•

41

Kapitel 2: Grundlagen

‹•–ƒŽ•‘†‡”ˆƒŽŽœ—„‡–”ƒ…Š–‡Ǥ”‡–Š¡Ž–‡‹‡”‡Ž‡˜ƒ–‡ Ž—••‹ˆ‘”ƒ–‹‘Ǥ ‹‡ †‡ ‹”‘’”‘‰”ƒˆŽ—•• „‡‡‹ˆŽ—••‡†‡ ‘–”‘ŽŽ‹ˆ‘”ƒ–‹‘ …‹ ƒ†‡” ‘•‹–‹‘ …’‹ ‹•– ‹ „„‹Ž†—‰ ʹǦ͹ „‡‹•’‹‡ŽŠƒˆ– †—”…Š †‹‡ ‹–• ǡ  —†  ‰‡Ǧ ‡œ‡‹…Š‡–Ǥ Zeit:

¡Š”‡††‡”—•ˆòŠ”—‰‡‹‡•‹”‘„‡ˆ‡ŠŽ•

Ort:

‡†‡’‡‹…Š‡”œ‡ŽŽ‡†‡•‹”‘’”‘‰”ƒ•’‡‹…Š‡”•

Modellierung: ‡”¡†‡”—‰†‡” Flussinformation microcode(b) Ÿ microcode(b) ⊕ ((( mw − f − fw) @ 0) # mask ( f + fw − 1) : f #( f @ 0))

‡”¡†‡”—‰†‡” Kontrollinformation ȋ…’‹ǣ‘•‹–‹‘†‡•‘–”‘ŽŽ„‹–•ǡ…‹ǣ‹–ƒ•‡Ȍ ∀ i ∈ [ 0, mw − 1] \ [ f , f + fw ) ∩ ` 0 :





microcode (b ) Ÿ microcode (b ) ⊕  ((( mw − cpi − 1) @ 0) # ci #( cpi @ 0))

Anwendung:„•…Š‹––ͶǤͳǤͷ



  2.2.3.6

Pipeline-Auffangregister

—ˆˆƒ‰”‡‰‹•–‡” ™‡”†‡ œ—” ’‡‹…Š‡”—‰ ˜‘ ”‰‡„‹••‡ ‡‹œ‡Ž‡” ‹’‡Ǧ Ž‹‡•–—ˆ‡ ‡‹‰‡•‡–œ–Ǥ ‹‡ ‘””—’‹‡”—‰ ‹Š”‡” ŠƒŽ–‡ ˆòŠ”– œ— ƒ‹‰Ǧ ˆƒŽ–‹‰‡ ‡ŠŽ‡”ƒ—•™‹”—‰‡ǡ—ǤƒǤœ—‡‹‡” •

‡”¡†‡”—‰†‡•‰‡Š‘Ž–‡‡ˆ‡ŠŽ•Ȁ†‡”ƒ–‡ƒ„Š¡‰‹‰‡‹–‡Ǣ

•

‡”¡†‡”—‰‡‹‡•‘–”‘ŽŽ™‘”–•Ȁ‡‹‡•‹”‘…‘†‡•—†

•

‡”¡†‡”—‰†‡””‰‡„‹••‡‡‹œ‡Ž‡”—•ˆòŠ”—‰•‡‹Š‡‹–‡

‹‡’‡œ‹ƒŽˆƒŽŽ•–‡ŽŽ‡†‹‡‡ˆ‡ŠŽ••–”‘’—ˆˆ‡”ȋȌ†ƒ”Ǥ †‹‡•‡™‡”†‡ ‡ˆ‡ŠŽ‡ ‹ —•ˆòŠ”—‰•”‡‹Š‡ˆ‘Ž‰‡ ƒ…Š †‡ ‡…‘†‹‡”‡ ‰‡•…Š”‹‡„‡Ǥ ‡‹

42

Kapitel 2: Grundlagen

Œ‡†‡ …Š”‡‹„˜‘”‰ƒ‰ ™‡”†‡ ƒ–‡ƒ„Š¡‰‹‰‡‹–‡ œ™‹•…Š‡ †‡ œ— •…Š”‡‹„‡†‡ —† „‡”‡‹–• ‹ †‹‡ ƒ”–‡•…ŠŽƒ‰‡ ‰‡•…Š”‹‡„‡‡ ‡ˆ‡ŠŽ‡ ‡”‹––‡Ž–Ǥ‡Š”ˆ¡†‹‰‡‹–œ——–‡”•–ò–œ‡ǡƒ†‹‡•‡–”—–—”ˆò”Œ‡†‡ Š”‡ƒ† ”‡’Ž‹œ‹‡”– ‘†‡” œ™‹•…Š‡ †‹‡•‡ ƒ—ˆ‰‡–‡‹Ž– ™‡”†‡Ǥ ‡”  ‹•– ‡‹ •‡“—‡œ‹‡ŽŽ „‡•…Š”‡‹„„ƒ”‡” ’‡‹…Š‡”ǡ ˜‘ †‡ ™ƒŠŽˆ”‡‹ ‰‡Ž‡•‡ ™‡”†‡ ƒǤ ‹‡ ”‹––Ž—‰ ˜‘ „Š¡‰‹‰‡‹–‡ ™‹”† ƒ„‰‡„”‘…Š‡ǡ •‘„ƒŽ† œ™‹•…Š‡ ƒŽŽ‡ ‡‰‹•–‡” ‡‹‡• ‡ˆ‡ŠŽ• —† ƒ†‡”‡ ‡ˆ‡ŠŽ‡ „Š¡‰‹‰Ǧ ‡‹–‡ „‡•–‡Š‡ ‘†‡” ƒŽŽ‡ ‹–”¡‰‡ ‹  „‹• œ— ƒ–—‡ŽŽ‡ òŽŽ•–ƒ† †—”…Š•—…Š– ™—”†‡Ǥ ‡ ƒŽŽ‡ „Š¡‰‹‰‡‹–‡ ƒ—ˆ‰‡ŽÚ•– ™—”†‡ —† †‹‡ Œ‡™‡‹Ž‹‰‡ —•ˆòŠ”—‰•‡‹Š‡‹– ‹…Š– ‡Š” „‡•…Š¡ˆ–‹‰– ‹•–ǡ ƒ †‡” ‡–Ǧ •’”‡…Š‡†‡‡ˆ‡ŠŽƒ—•†‡‡ˆ‡ŠŽ••–”‘’—ˆˆ‡”‡–‘‡—†ƒ—•‰‡ˆòŠ”– ™‡”†‡Ǥ ‹‡ ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ–‡ „Š¡‰‹‰‡‹– ˆòŠ”– œ— ‡‹‡” ƒ••‹˜‡ ƒ‹ˆ‡•–ƒ–‹‘ ˜‘ ‡ŠŽ‡”ǡ †ƒ œ™‹•…Š‡ ‡‹‡ ‡‰‹•–‡” ‹– ‡‹‡” ˆ‡ŠŽ‡”Ǧ Šƒˆ–‡ ƒ–‡ƒ„Š¡‰‹‰‡‹– —† †‡ „‡–”‘ˆˆ‡‡ ‡‰‹•–‡” ”‰‡„‹••‡ ™‡‹–‡”‰‡”‡‹…Š–™‡”†‡Ǥ Zeit:

¡Š”‡††‡”‡ˆ‡ŠŽ•ƒ—•ˆòŠ”—‰

Ort:

‡†‡’‡‹…Š‡”œ‡ŽŽ‡‡‹‡•‹’‡Ž‹‡”‡‰‹•–‡”•‹ ( pipe _ reg (i ) )

Modellierung: pipe _ reg (i) Ÿ pipe _ reg (i) ⊕ mask ωi − 1: 0 ǡ™‘„‡‹ ω‹†‹‡”‡‹–‡˜‘’‹’‡̴”‡‰ȋ‹Ȍ‹–‹∈ȓͳǡǥǡπȔ‹•–  Anwendung: „•…Š‹––ͶǤͳǤͳǡͶǤͳǤͶ 





43

Kapitel 2: Grundlagen

2.2.3.7

Adressbus

‡ŠŽ‡” ƒ—ˆ †‡ †”‡••„—• ™‡”†‡ ‘†‡ŽŽ‹‡”–ǡ ‹†‡ ‡‹ ‹– ‡‹‡• • ’‡”ƒ‡–ƒ—ˆ †‡ ‡”– ǮͲǮ ‘†‡”ǮͳǮ ‰‡•‡–œ– ™‹”†ǡ „‡˜‘” ‘†‡” ™¡Š”‡† ‡‹ Ž‡•‡†‡”ȋmem_readȌ’‡‹…Š‡”œ—‰”‹ˆˆœ—‘Ž‡‡‹‡•‡ˆ‡ŠŽ••–ƒ––ˆ‹†‡–Ǥ ‡‹‘Ž‡˜‘‡ˆ‡ŠŽ‡

Zeit: Ort:



†”‡••„—•

Modellierung: †”‡••„—•ȋ–—…Ǧ–ǦͲǡ ∀ t ∈ {1, ..., τ } Ȍǣ 









mem _ read ( PCt ) Ÿ mem _ read ( PCt ∧ mask y − 1 : 0 )



†”‡••„—•ȋ–—…Ǧ–Ǧͳǡ ∀ t ∈ {1, ..., τ } Ȍǣ    mem _ read ( PCt ) Ÿ mem _ read ( PCt ∨ mask y − 1: 0 )

Anwendung:





„•…Š‹––ͶǤͳǤʹǤͳ

 

2.3 Mehrfädige Programmausführung  ‡‹‡ ‡ˆ‡ŠŽ•†—”…Š•ƒ–œ ˜‘ ‡‹‡ ‡ˆ‡ŠŽ ’”‘ ƒ– ȋ‹•–”—…–‹‘• ’‡” …Ž‘…Ǧ Ȍ‹‹”‘’”‘œ‡••‘”‡œ—‡””‡‹…Š‡ǡ™‡”†‡‡ˆ‡ŠŽ‡†—”…Š‹’‡Ǧ Ž‹‹‰ ȏ͹ͶȐ œ‡‹–Ž‹…Š ò„‡”Žƒ’’‡† ƒ—•‰‡ˆòŠ”–Ǥ ‡” ƒš‹ƒŽ ‡””‡‹…Š„ƒ”‡ ƒ– •–‡Š– ‹ †‹”‡–‡ ‡”Š¡Ž–‹• œ—” Žƒ‰•ƒ•–‡ ‹’‡Ž‹‡•–—ˆ‡Ǥ Ž‡‹‡”‡ ‡”Ǧ ƒ”„‡‹–—‰••…Š”‹––‡ ‡”Ú‰Ž‹…Š‡ ‡„‡ ‡‹‡ ŠÚŠ‡”‡ ƒé ƒ ƒ”ƒŽŽ‡Ž‹–¡– ƒ—…Š‡‹‡ŠÚŠ‡”‡”‘œ‡••‘”–ƒ–Ǥ‡‡‹‡‹’‡Ž‹‡˜‹‡Ž‡–—ˆ‡ȋHyperpipeliningȌ „‡•‹–œ–ǡ ˜‡”ò”œ– •‹…Š †‡” ”‹–‹•…Š‡ ˆƒ† Œ‡†‡” ‹’‡Ž‹‡•–—ˆ‡ǡ †ƒ †‹‡ œƒŠŽ †‡” †—”…ŠŽƒ—ˆ‡‡ ƒ––‡” ’”‘ –—ˆ‡ ƒ„‹–ǡ ™‘†—”…Š †‹‡•‡” ‡‹ŽŠÚŠ‡”‰‡–ƒ–‡–™‡”†‡ƒǤ‡‹•’‹‡Ž‡ˆò”›’‡”’‹’‡Ž‹‹‰•‹††‹‡ʹͲǦǡ „œ™Ǥ͵ͳǦ•–—ˆ‹‰‡‹’‡Ž‹‡•‹ –‡Ž‡–‹—Ͷ‹–Northwood-„œ™ǤPrescottǦ ‡” ȏ͸ʹȐǤ ‡ ‡””‡‹…Š„ƒ”‡ ‡‹•–—‰•’Ž—• ‰‡‰‡ò„‡” •–‡Š– ‡‹ ‡‹•–—‰•Ǧ

44

Kapitel 2: Grundlagen

‹—• „‡‹ •–‡‹‰‡†‡” ‹’‡Ž‹‡Ž¡‰‡ œǤǤ †—”…Š ƒ…Š‡Ǧ ‡ŠŽœ—‰”‹ˆˆ‡ǡ –‡”Ǧ ”—’–•‘†‡”‹’‡Ž‹‡„Ž‘…‹‡”—‰‡†—”…Š–”—–—”Ǧǡƒ–‡Ǧ‘†‡”–‡—‡”—‰•Ǧ ‘ˆŽ‹–‡ȏ͹ͶȐȏʹͲʹȐǤ ‹‡ †‡” ‰”‘釐 ‡”ƒ—•ˆ‘”†‡”—‰‡ ˆò” ‡…Š‡”ƒ”…Š‹–‡–‡ „‹• œ— Š‡—–‹‰‡ ‡‹–’—– ™ƒ” —† ‹•– ‡•ǡ ‡‹‡ †—”…Š•…Š‹––Ž‹…Š‡ Ǧ‡”– ‰”Ú釔 ƒŽ• ‡‹• œ— ‡”œ‹‡Ž‡ —† †‹‡ ‡”ƒ”„‡‹–—‰•Ž‡‹•–—‰ •…Š‡ŽŽ‡” ƒŽ• †‹‡ –™‹…Ž—‰ †‡” ƒ•‹•–‡…Š‘Ž‘‰‹‡ǡ „‡‹•’‹‡Ž•™‡‹•‡ †‹‡ …ŠƒŽ–‰‡•…Š™‹†‹‰Ǧ ‡‹–ǡœ—•–‡‹‰‡”Ǥ ‹‡•™‹”†Š‡—–‡Šƒ—’–•¡…ŠŽ‹…Š†—”…Šˆ‘Ž‰‡†‡ƒéƒŠ‡‡””‡‹…Š–ǣ •

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Kapitel 2: Grundlagen

45

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Kapitel 2: Grundlagen

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 Die CDC 6000er-Serie. Quelle: Control Data: 6400/6500/6600 Computer Systems Reference Manual.

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Kapitel 2: Grundlagen

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Kapitel 2: Grundlagen

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Kapitel 2: Grundlagen

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50

Kapitel 2: Grundlagen

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2.4 Industriell gefertigte mehrfädige Prozessoren ‡„‡ ‡‹‡” ™‡‹–‡”‡ ‡‹Š‡ ˜‘ ‘”•…Š—‰•ƒ”„‡‹–‡ ȏʹͺȐȏ͸͹ȐȏͳͶͲȐȏͳͺʹȐ ȏͳͺͶȐȏʹͲͷȐ •‡–œ– •‹…Š ‡Š”ˆ¡†‹‰‡‹– œ—‡Š‡† ‘‡”œ‹‡ŽŽ †—”…ŠǤ ‡‹Ǧ •’‹‡Ž‡•‹††‡” –‡Ž‡–‹—ͶȏͺͷȐ‹––‡”•–ò–œ—‰ˆò”œ™‡‹ƒ”†™ƒ”‡Ǧ Š”‡ƒ†•ȋ›’‡”–Š”‡ƒ†‹‰Ȍǡ†‡” –‡Ž‡–‹—š–”‡‡†‹–‹‘ȋ‘†‡ŽŽ‡ͻ͸ͷǡ ͻͷͷ—†ͺͶͲȌǡŽ’Šƒʹͳ͵͸ͶȏͳͳȐǡ ǦͷʹͲͲȏʹͲ͵Ȑǡ—‘…ȋͶǦ‡‰‡Š‹’Ǧ —Ž–‹–Š”‡ƒ†‹‰Ȍ ȏͳͻ͸Ȑǡ Ž–”ƒ ͳ ȏ͹ͶȐ ȋ‹ƒ‰ƒ”ƒ ȏͺ‡”‡ǡ͵ʹŠ”‡ƒ†•ȐȀ‹ƒ‰ƒ”ƒ  ȏͺ ‡”‡ǡ ͸Ͷ Š”‡ƒ†•ȐȀ ‹…–‘”‹ƒ ƒŽŽ• ȏͳ͸ ‡”‡ǡ ͳʹͺ Š”‡ƒ†•ȐȌ ȏͳͲͷȐǡ ͸Ͷ   ȋŽ›’—•Ȍǡ ͸Ͷ  Ϊ ȋ —’‹–‡”Ȍ —† †‡”  Der UltraSPARC T1. Quelle: Sun.

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Kapitel 2: Grundlagen

2.4.1

51

Alpha 21464 (Araña)

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Intel Pentium 4 (Northwood, Prescott)

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52

Kapitel 2: Grundlagen

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Kapitel 2: Grundlagen

53

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2.4.3

IBM POWER59

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54

Kapitel 2: Grundlagen

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55

Kapitel 2: Grundlagen

2.4.4

Intel Itanium 2 (Montecito)

‡” ˜‘ –‡Ž —† ‡™Ž‡––Ǧƒ…ƒ”† ‡–™‹…‡Ž–‡ —† ʹͲͲ͸ ƒ—ˆ †‡ ƒ”– ‰‡„”ƒ…Š–‡ –ƒ‹—ʹ˜‡”ˆò‰–ò„‡”œ™‡‹͸ͶǦ‹–Ǧ‡”‡Ǥ †‡‘†‡ŽŽ‡ͻͲͳͷǡ ͻͲʹͲǡ ͻͲͶͲ —† ͻͲͷͲ ‹•– ›’‡”–Š”‡ƒ†‹‰ ‹’Ž‡‡–‹‡”–Ǥ ‹‡ •‡‹ ‘”Ǧ ‰¡‰‡”˜‡”ˆò‰–†‡” –ƒ‹—ʹò„‡”†‡ ͸ͶǦ‡ˆ‡ŠŽ••ƒ–œǤ‹‡–Š‡‘”‡–‹•…Š‡ ‘”–‡‹Ž‡ †‡” ‡‹‰‡•‡–œ–‡ Explicitly Parallel Instruction ComputingǦ ”…Š‹–‡–—” ȋEPICȌ ȏͳ͹͸Ȑ ‹ ‡œ—‰ ƒ—ˆ †‹‡ Š‹’ˆŽ¡…Š‡œ‡‹‰‡•‹…Š‹…Š–—‹––‡Ž„ƒ”Ǥ‡” –ƒ‹— ʹ Šƒ– ò„‡” ͳǡ͹ʹ ‹ŽŽ‹ƒ”†‡ ”ƒ•‹•–‘”‡ǡ †‹‡ „‡‹ ʹ œ ‡–™ƒ ͳͲͲ ƒ–– ˜‡”„”ƒ—…Š‡ȏʹʹȐǤ‡–”ƒ…Š–‡–ƒŒ‡†‘…Š†‹‡ ƒ…Š‡‰”Úé‡ǡ ™‹”† †‡” –‡”•…Š‹‡† †‡—–Ž‹…ŠǤ ‡” ‘–‡…‹–‘ „‡•‹–œ– ’”‘ ‡” ƒš‹ƒŽ ȋ‘†‡ŽŽͻͲͷͲȌͳʹǦƒ…Š‡—†ͳʹ͵Ǧ ƒ…Š‡Ǥ ò” ‡–ƒ‹Ž• œ—   •‡‹ ƒ—ˆ ȏͷ͹Ȑ —†



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Die-Foto des Montecito. Quelle: HP.

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 Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

57

Spielen ist experimentieren mit dem Zufall. ‘˜ƒŽ‹•

    



Kapitel

3

Simulations- und Synthesemethodik

58

Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

‡” ‹•ƒ–œ ˜‘ ‡ŠŽ‡”‡”‡—‰•˜‡”ˆƒŠ”‡ ‹•– —” †ƒ œ— ˜‡”–”‡–‡ǡ ™‡ †‹‡ ‘””‡–Š‡‹– —† ˆˆ‹œ‹‡œ †‡” ‡”ˆƒŠ”‡ ƒ…Š‰‡™‹‡•‡ ™‹”†Ǥ ‹‡”œ— ‰‹„– ‡• œ™‡‹ •¡–œ‡Ǥ — ‡‹‡ †‡ ’”ƒ–‹•…Š‡ •ƒ–œ †—”…Š ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘•‡š’‡”‹‡–‡ǡ œ— ƒ†‡”‡ †‹‡ –Š‡‘”‡–‹•…Š‡ ƒŽ›•‡ ‹– ˆ‘”ƒŽ‡‡–Š‘†‡œǤǤ†‹‡‘†‡ŽŽ‹‡”—‰‹–ƒ”‘˜Ǧ‡––‡ǡ‡–”‹Ǧ‡–œ‡ ‘†‡” ‡ŠŽ‡”„¡—‡Ǥ Š‡‘”‡–‹•…Š‡ ƒŽ›•‡ Šƒ„‡ †‡ ‘”–‡‹Žǡ †ƒ•• ƒ…Š –™‹…Ž—‰‡‹‡•‡–•’”‡…Š‡†‡‘†‡ŽŽ•—••ƒ‰‡—ǤƒǤò„‡”†‹‡—•ˆƒŽŽǦ ™ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹– •…Š‘ ˜‘” †‡” ‡ƒŽ‹•‹‡”—‰ ‡‹‡• ”‘†—–‡• ‰‡–”‘ˆˆ‡ ™‡”†‡Ú‡Ǥ‡‹†‡”•‹†ƒ—”ƒ–‡‘†‡ŽŽ‡‘’Ž‡š‡”›•–‡‡ǡœǤǤ‹– ‡–”‹Ǧ‡–œ‡ ‘†‡ŽŽ‹‡”–‡ ‹”‘’”‘œ‡••‘”‡ ƒ—ˆ‰”—† †‡” ‡š’Ž‘•‹‘•ƒ”–‹‰ ™ƒ…Š•‡†‡œƒŠŽ˜‘—•–¡†‡•‡Š”„‡”‡…Š—‰•‹–‡•‹˜ǡ—ò„‡”•‹…Š–Ǧ Ž‹…Š—††ƒ‹–ƒˆ¡ŽŽ‹‰ˆò” ‡ŠŽ‡”Ǥ‡†‹‡œƒŠŽ†‡”—•–¡†‡”‡†—œ‹‡”– ™‹”†ǡ‡”‰‹„–•‹…Š‡‹ŠÚŠ‡”‡”„•–”ƒ–‹‘•‰”ƒ†—††ƒ‹–—‰‡ƒ—‡”‰‡„Ǧ ‹••‡Ǥ ƒ• —•„Ž‡†‡ ‹‡ˆˆ‡–‹˜‡” ‡ŠŽ‡” ‹•– œǤǤ „‡‹ ‡”‰Ž‡‹…Š ˜‡”Ǧ •…Š‹‡†‡‡”›•–‡‡‹…Š–‹‡”™ò•…Š‡•™‡”–ǡ†ƒˆò”†‹‡•‡˜‡”•…Š‹‡†‡‡ –‡”‡‰‡ ‡‹‡” ‡ŠŽ‡”‡‰‡ ‡ˆˆ‡–‹˜ „œ™Ǥ ‹‡ˆˆ‡–‹˜ ™‡”†‡ Ú‡ ȋAnfälligkeitȌǤ —• †‹‡•‡ ”—† ƒ †‹‡ ȋ‡š’‡”‹‡–‡ŽŽ‡Ȍ ”‹––Ž—‰ †‡” ȋ‡’‹”‹•…Š‡Ȍ ‡ˆƒŠ”‡™ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹– ‡‹‡•›•–‡•ȏͶʹȐ˜‘ –‡”‡••‡ •‡‹Ǥ †‹‡•‡””„‡‹–™‹”††‡”’”ƒ–‹•…Š‡•ƒ–œ˜‡”ˆ‘Ž‰–Ǥ‹‡ˆˆ‹œ‹‡œ†‡” œ— —–‡”•—…Š‡†‡ ‡ŠŽ‡”‡”‡—‰•˜‡”ˆƒŠ”‡ ȋFehlerüberdeckungȌ ™‹”† †—”…Š ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘ǡ „œ™Ǥ †—”…Š ™‡†—‰ ‡‹‡” ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘•Ǧ –‡…Š‹„‡•–‹–Ǥ‹ˆòŠ”—‰‡œ—Š‡ƒ ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘„‹‡–‡ȏʹ͸ȐȏͶͶȐ —†ȏ͹ͺȐǤ 



Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

59

3.1 Fehlerinjektion ƒ• ‹„”‹‰‡ ˜‘ ‡ŠŽ‡” ‹ ‡‹ ƒ—• ‘ˆ–Ǧ —† ƒ”†™ƒ”‡‘’‘‡–‡ „‡•–‡Š‡†‡•›•–‡†‹‡–ƒ…Šȏʹ͸Ȑ†”‡‹™‡•‡–Ž‹…Š‡™‡…‡ǣ 1. Verifikation und Validierung ‡”‹ˆ‹ƒ–‹‘ †‡…– „™‡‹…Š—‰‡ œ™‹•…Š‡ †‡” •’‡œ‹ˆ‹œ‹‡”–‡ —† †‡” –ƒ–•¡…ŠŽ‹…Š”‡ƒŽ‹•‹‡”–‡›•–‡ˆ—–‹‘ƒ—ˆǤƒŽ‹†‹‡”—‰—–‡”•–ò–œ–†ƒ• —ˆ†‡…‡˜‘‹•”‡’ƒœ‡œ™‹•…Š‡†‡””‡ƒŽ‹•‹‡”–‡›•–‡ˆ—–‹‘ —†‡š‹•–‹‡”‡†‡ˆ‘”†‡”—‰‡Ǥ‹‡˜‘ŽŽ•–¡†‹‰‡‡”‹ˆ‹ƒ–‹‘‹•–„‡‹ Š‘Š‡”‘’Ž‡š‹–¡–†‡•œ——–‡”•—…Š‡†‡›•–‡•‡‹•–‹…Š–Ú‰Ž‹…ŠǤ 2. Erhöhen des entgegengebrachten Vertrauens  ƒŠ‡ ˜‘ ‡”–‹ˆ‹œ‹‡”—‰•’”‘œ‡••‡ ™‡”†‡ •‹…Š‡”Š‡‹–•”‹–‹•…Š‡ ›•–‡‡ ‹––‡Ž• ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘ ‰‡–‡•–‡–Ǥ ‹‡ —”…ŠˆòŠ”—‰ —ˆƒ‰Ǧ ”‡‹…Š‡” ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘•‡š’‡”‹‡–‡ ƒ ‡‹‡ ™‡•‡–Ž‹…Š‡ ‡”–‹Ǧ ˆ‹œ‹‡”—‰•ƒˆ‘”†‡”—‰•‡‹Ǥ 3. Bestimmung von Kenngrößen ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘•‡š’‡”‹‡–‡ ™‡”†‡ ‡‹‰‡•‡–œ–ǡ — œ— ‡‹‡ ˆ‡ŠŽ‡”Ǧ –‘Ž‡”ƒ–‡ ›•–‡ ‡‹‡ ‡™‡”–—‰ ȏͶͶȐ œ— ‡”ŠƒŽ–‡ǡ †ƒ „‡•–‹–‡ ‡‰”Ú釐 ‘’Ž‡š‡” ƒ”†Ǧ ‘†‡” ‘ˆ–™ƒ”‡•›•–‡‡ ‹ †‡” ”ƒš‹• •…Š™‡”œ—ƒƒŽ›•‹‡”‡—†œ—‡”ŠƒŽ–‡•‹†Ǥ ‹‡‹†‹‡•‡””„‡‹–‡”‹––‡Ž–‡‡‰”Ú釐•‹†ǣ •

‹‡‡‹–˜‘†‡” Œ‡–‹‘†‡• ‡ŠŽ‡”•„‹•œ—†‡••‡”ˆƒ••—‰

•

‹‡ ‡ƒ—‹‰‡‹–‡‹‡” ‡ŠŽ‡”Ž‘ƒŽ‹•ƒ–‹‘

•

‹‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰

Fehlerinjektionstechniken •‹† –‡…Š‹•…Š‡ƒéƒŠ‡ǡ†‹‡‡”ˆ‘”†‡”Ž‹…Š•‹†ǡ — ‡ŠŽ‡” „‡ƒ„•‹…Š–‹‰– ‹ ‡‹ œ— —–‡”•—…Š‡†‡• ›•–‡ ‡‹œ—„”‹‰‡Ǥ ‹‡ Žƒ••‡ •‹…Š ƒ…Š ȏ͹ͺȐ ‡‹–‡‹Ž‡ ‹ •‹—Žƒ–‹‘•„ƒ•‹‡”–‡ǡ ’Š›•‹ƒŽ‹•…Š‡ —†

60

Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

‘ˆ–™ƒ”‡Ǧ‹’Ž‡‡–‹‡”–‡ ‡…Š‹‡Ǥ ‹—Žƒ–‹‘•„ƒ•‹‡”–‡ ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘ „‹‡–‡– †‹‡ ډŽ‹…Š‡‹–ǡ ƒŠ‡œ— „‡Ž‹‡„‹‰‡ ‡ŠŽ‡”ƒ”–‡ ‹ ‡‹ ‘†‡ŽŽ †‡• œ— —–‡”•—…Š‡†‡›•–‡•‡‹œ—„”‹‰‡Ǥ‹‡•‡ƒ—ˆ‰”—†‹Š”‡”‡–ƒ‹ŽŽ‹‡”–Š‡‹– œ‡‹–Ž‹…Š ƒ—ˆ™‡†‹‰‡ ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘ ƒ †—”…Š "†‡”—‰‡ ƒ ‘†‡ŽŽ †—”…Š‰‡ˆòŠ”– —† †ƒŠ‡” •…Š‘ ‹ –™—”ˆ•’”‘œ‡•• ƒ…Š †‡” –™‹…Ž—‰ †‡• ‘†‡ŽŽ• ‡‹‰‡•‡–œ– ™‡”†‡Ǥ  ‡‰‡•ƒ–œ †ƒœ— ™‡”†‡ „‡‹ ’Š›•‹ƒŽ‹•…Š‡” Œ‡–‹‘ ‡ŠŽ‡” ™¡Š”‡† †‡• ‡–”‹‡„‡• ‡‹‰‡„”ƒ…Š–ǡ œǤǤ †—”…Š †‹”‡–‡ ‹‰ƒŽƒ‹’—Žƒ–‹‘ ‘†‡” –Ú”‡‹ˆŽò••‡ ȋœǤǤ †—”…Š

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Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

61

‰‡Ž‡‰–Ǥ ‡‹ ‡—ƒ”–‹‰‡ ‡ŠŽ‡”‡”‡—‰•‡…Šƒ‹•‡ ‹•– ‡‹‡ –‡”Ǧ •—…Š—‰ ‹––‡Ž• ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘ǡ „œ™Ǥ ‡‹‡ –Š‡‘”‡–‹•…Š‡ ƒŽ›•‡ œ—” ”Ǧ ‹––Ž—‰ †‡• ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰•‰”ƒ†‡• ——‰¡‰Ž‹…ŠǤ ‡”ŠƒŽ„ †‡” ‡ŠŽ‡”‹Œ‡–‹‘•‡š’‡”‹‡–‡™‡”†‡ȂˆƒŽŽ•‹…Š–ƒ†‡”•„‡•…Š”‹‡„‡Ȃ†‹‡ ‹ƒ„‡ŽŽ‡͵Ǧͳƒ—ˆ‰‡ˆòŠ”–‡ƒ”ƒ‡–‡”˜‡”™‡†‡–Ǥ

Tabelle 3-1: Verwendete Fehlerinjektionsparameter

Parameter

Wert

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‡ŠŽ‡””ƒ–‡

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62

Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

3.2 Synthese für unterschiedliche Entwurfsstile ƒ…Šˆ‘Ž‰‡† ™‡”†‡ †‹‡ ‡‹‰‡•‡–œ–‡ –™—”ˆ••–‹Ž‡ ȋ–ƒ†ƒ”†œ‡ŽŽ‡ —†  •Ȍ œ—” „•…Š¡–œ—‰ —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡” ڍ‘‘‹•…Š‡” ˆ‘”†‡”—‰‡ ˜‘”‰‡•–‡ŽŽ–—††‹‡‘”‰‡Š‡•™‡‹•‡„‹•œ—”ˆ‡”–‹‰‡…ŠƒŽ–—‰‰‡•…Š‹Ž†‡”–Ǥ —”…Š†‹‡›–Š‡•‡—† ’Ž‡‡–‹‡”—‰™‡”†‡ˆ‘Ž‰‡†‡‹‡Ž‡˜‡”ˆ‘Ž‰–ǣ •

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63

Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

3.2.1

FPGA-Entwurf mit Xilinx ISE 6.3

‡‹ †‡” ‡‹‰‡•‡–œ–‡  Ǧ–™‹…Ž—‰•’Žƒ––ˆ‘” Šƒ†‡Ž– ‡• •‹…Š — ‡‹  Ǧ„ƒ•‹‡”–‡•

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Tabelle 3-2: Elemente im Xilinx Virtex-E XCV1000 FPGA

Abkürzung

Bezeichnung

Anzahl



ȀǦŽ‘…

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Ž‘…‡Ž‡…–

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Ǧ

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64

Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

—† „‡—–œ‡”†‡ˆ‹‹‡”–‡” ȋ Ȍ ‹Ǧ ȋȌǡ Ž¡…Š‡Ǧ ȋ Ž‘‘”’Žƒ‡”Ȍ —† ‡‹–˜‘”‰ƒ„‡ ™‹”† ‹– ngdbuild †‹‡ ‹‰ƒ„‡ ȋ Ȍ ˆò” †‹‡ „„‹Ž†—‰ ƒ—ˆ ˜‡”ˆò‰„ƒ”‡  ǦŽ‡‡–‡ ȋmapȌ ‡”œ‡—‰– —† †ƒƒ…Š †‹‡ Žƒ–œ‹‡”—‰ —† †ƒ• ‘—–‹‰ ‹– par †—”…Š‰‡ˆòŠ”–Ǥ ‹– †‡ ‡”œ‡—‰ ‘™‡” Ú‡ †‹‡ œ—” –‡”•—…Š—‰ †‡” ‡‹•–—‰•ƒ—ˆƒŠ‡ ‘–™‡†‹‰‡ ‘”‡‹•–‡ŽŽ—‰‡ ȋšŽȌǡ †ǤŠǤ ƒ–ˆ”‡“—‡œ —† ”ƒ•‹–‹‘•™ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡ ‡”•–‡ŽŽ–Ȁ ‰‡Žƒ†‡ ™‡”†‡Ǥ ‡” Ž‡–œ–‡ …Š”‹–– ƒ…Š ‡”ˆ‘Ž‰”‡‹…Š‡ „•…ŠŽ—•• †‡” ƒǦ Ž›•‡†‡•‡‹–˜‡”ŠƒŽ–‡•ȋTiminganalyseȌ‹•–†‹‡”œ‡—‰—‰‡‹‡•BitfilesȋbitȌ ‹–bitGenǡ†ƒ•‹–iMPACTƒ—ˆ†ƒ•  ‰‡Žƒ†‡™‹”†Ǥ ƒ• ‡”ŠƒŽ–‡ †‡” ‡”•–‡ŽŽ–‡ …ŠƒŽ–—‰‡ ™—”†‡ ‹– ‘†‡Ž‹ ͸Ǥͳ •‹—Ž‹‡”–—†•‘†‹‡‘””‡–Š‡‹–‰‡’”òˆ–Ǥ  ƒ„‡‹•–‡Š‡‹•‰‡•ƒ–˜‹‡”‡–ƒ‹Ž‰”ƒ†‡œ—”‡”ˆò‰—‰ǣ •

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Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

65



Abbildung 3-1: Entwurfsablauf mit Xilinx ISE 6.3

66

Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

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Tabelle 3-3: Synthese- und Implementierungsparameter für Xilinx ISE Synthese ‘ƒŽ‡•’–‹‹‡”—‰•œ‹‡Ž

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Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

3.2.2

67

Standardzell-Entwurf mit Alliance 5.0

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Abbildung 3-2: Entwurfsablauf mit Alliance 5.0

68

Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

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Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

69

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70

Kapitel 3: Simulations- und Synthesemethodik

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Tabelle 3-4: Synthese- und Implementierungsparameter für Alliance Synthese ‹–‹ƒŽ™‡”–‡ǡ

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71

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Erst durch die Vereinigung von Zeit und Raum erwächst die MaterieȏǤǤǤȐ ”–Š—”…Š‘’‡Šƒ—‡”

    

Kapitel

4





Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

72

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

73

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74

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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75

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Abbildung 4-2: Das Master-Checker-System Master —† Checker ƒ”„‡‹–‡ ‹– †‡” ‹‰ƒ„‡ EǤ ‹‡ ƒŽ• Checker †‡ˆ‹‹‡”–‡ ‘’‘‡–‡ Ž‹‡•– †‹‡ ”‰‡„‹••‡ †‡• Masters f —† ˜‡”‰Ž‡‹…Š– †‹‡•‡ ‹– ‹Š”‡ ‡•—Ž–ƒ–‡Ǥ ‡ †‹‡•‡ ˜‘‡‹ƒ†‡” ƒ„™‡‹…Š‡ǡ ‹•– ‡‹ ‡ŠŽ‡” ƒ—ˆǦ ‰‡–”‡–‡Ǥ‘†‡”‡‹”‘’”‘œ‡••‘”‡Šƒ„‡•‡‹–Žƒ‰‡†‹‡‡”‰Ž‡‹…Š•Ǧ—† ‘ˆ‹‰—”ƒ–‹‘•Ž‘‰‹ ˆò” †‡ Master- „œ™Ǥ Checkerbetrieb ‹’Ž‡‡–‹‡”– ȏͺʹȐȏͳͶ͵ȐǤ‡‡‹ ‡ŠŽ‡”˜‘”Ž‹‡‰–ǡ‹•–†ƒ•Master-CheckerǦ›•–‡„‡‹†‡” ”‰‡„‹•’”òˆ—‰ ƒ—ˆ‰”—† †‡• ‰‡”‹‰‡”‡ ›…Š”‘‹•ƒ–‹‘•ƒ—ˆ™ƒ†• •…Š‡ŽŽ‡”ƒŽ•‡‹Ǧ›•–‡Ǥ  ͳͶ‹‡‡‰”‹ˆˆ‡ƒ•–‡”ǦŠ‡…‡”—†œ‡‹–Ž‹…ŠǦŽ‘•‡‰‡‘’’‡Ž–‡•‘…•–‡’’‹‰™‡”†‡

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Abbildung 4-3: Das virtuelle Duplexsystem ™‡‹ ‹…Š– ‘–™‡†‹‰ •›•–‡ƒ–‹•…Š †‹˜‡”•‹ˆ‹œ‹‡”–‡ ”‘‰”ƒ˜ƒ”‹ƒ–‡ Vͳ —† Vʹ ™‡”†‡ ‹– †‡” ‹‰ƒ„‡  —–‡” †‡ ‹•ƒ–œ œ‡‹–Ž‹…Š‡” ‡†—†ƒœ ƒ…Š‡‹ƒ†‡”ƒ—ˆ†‡•‡Ž„‡‘–‡ƒ—•‰‡ˆòŠ”–—††‹‡—•‰ƒ„‡fͳ—† fʹ ˜‘ ‡‹‡ ƒ•‹‡”‡”  ˜‡”‰Ž‹…Š‡Ǥ  ƒŽŽ fͳ≠fʹ ™‹”† ‡‹ ‡ŠŽ‡” •‹‰ƒŽ‹•‹‡”–ǡ•‘•–‡‹‰‡‡‹•ƒ‡•”‰‡„‹•ƒ—•‰‡‰‡„‡Ǥ‹”–—‡ŽŽ‡—’Ž‡šǦ •›•–‡‡•‹†Šƒ—’–•¡…ŠŽ‹…Šˆò”†‹‡”‡—‰–‡’‘”¡”‡”‡–”‹‡„•ˆ‡ŠŽ‡”‹ ‹”‘’”‘œ‡••‘”‡ ‰‡‡‹‰‡–ǡ †ƒ †‹‡ ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹– Š‘…Š ‹•–ǡ †ƒ•• ‡‹ ‡ŠŽ‡” „‡‹ —•ˆòŠ”—‰ ˜‘ Vͳ †—”…Š †‹‡ ‡”ƒ”„‡‹–—‰ ˜‘ Vʹ „‡”‡‹–• ò„‡”Ǧ •…Š”‹‡„‡ ™—”†‡ —† †ƒ†—”…Š ‹…Š– ‡Š” ‹ ›•–‡ ˜‘”Ž‹‡‰–Ǥ ‡‰‡ †‹‡ ˆ‡ŠŽ‡†‡ ډŽ‹…Š‡‹– †‡” ‘ƒŽ‹•ƒ–‹‘ ’‡”ƒ‡–‡” ‡ŠŽ‡” Ú‡ Š‹Ǧ ”‡‹…Š‡† †‹˜‡”•‹ˆ‹œ‹‡”–‡ ”‘‰”ƒ˜ƒ”‹ƒ–‡ ‡‹‰‡•‡–œ– ™‡”†‡ ȏͳʹͺȐǤ —ˆ‰”—† †‡” „‡••‡”‡ œ‡‹–Ž‹…Š‡ –‘’’‡Ž—‰ ‰‡‰‡ò„‡” ‡‹‡” “—ƒ•‹Ǧ ’ƒ”ƒŽŽ‡Ž‡‡”ƒ”„‡‹–—‰‡’ˆ‹‡ŠŽ–‘˜”‹«ȏͳʹͺȐˆò”˜‹”–—‡ŽŽ‡—’Ž‡š•›•–‡‡ †‹‡•–”‡‰•‡“—‡œ‹‡ŽŽ‡„ƒ”„‡‹–—‰†‡”ƒ”‹ƒ–‡Vͳ—†VʹǤ‡‹‹•ƒ–œ ˜‘  —•• †‹‡•‡ ’ˆ‡ŠŽ—‰ ‡‹ˆŽ‹‡é‡ —† ‹ ‹„Ž‹… ƒ—ˆ †‹‡ ’‘–‡œ‹‡ŽŽ ‡””‡‹…Š„ƒ”‡ ‡‹•–—‰ ò„‡”†ƒ…Š– ™‡”†‡Ǥ ‹‡ ƒ—• †‹‡•‡” o„‡”Ǧ Ž‡‰—‰”‡•—Ž–‹‡”‡†‡ƒ”†™ƒ”‡™‹”†‹„•…Š‹––ͶǤͳǤͳ˜‘”‰‡•–‡ŽŽ–Ǥ

80 4.1.1

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Temporärer Speicher für redundantes Multithreading15

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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82 4.1.1.1

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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SMT Prozessorkern

R-Strom

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Der temporäre Sprungzielspeicher

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Tabelle 4-1: Kommunizierte Daten (Sprungzielspeicher)

Typ

Grund für die Speicherung

Gespeicherte Daten

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90 4.1.2.1

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Startup-Modus des temporären Sprungzielspeichers

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91

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.1.2.2

Theoretische Ergebnisse (Startup)

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92

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Tabelle 4-2: BIOS-Eintrittspunkte

 

Nr.

Adresse

Beschreibung, Eintrittspunkt

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ͲšˆˆˆͲ

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93

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.1.2.3

Lookup-Modus des temporären Sprungzielspeichers

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Tabelle 4-3: Speichertypen im temporären Sprungzielspeicher

ID

Distanz

Richtung

Typ

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94

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

95

Abbildung 4-5: Auswahl des temporären Sprungzielspeichers ƒ…Š—•™ƒŠŽ†‡•’ƒ••‡†‡–‡’‘”¡”‡’”—‰œ‹‡Ž•’‡‹…Š‡”•ƒƒ—ˆ‹Š œ—‰‡‰”‹ˆˆ‡™‡”†‡Ǥ„„‹Ž†—‰ͶǦ͸œ‡‹‰–†‡Ž‰‘”‹–Š—•Ǥ



Abbildung 4-6: Zugriff auf den temporären Sprungzielspeicher

96

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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97

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Abbildung 4-7: Integration des temporären Sprungzielspeichers

4.1.2.4

Synchronisierung von Interrupts

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98

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung



Abbildung 4-8: Interruptsynchronisierung bei RMT ‡‹ ‡‹‡ –‡””—’– ȋ Ȍ ™‹”† †‡” ‘–‡š– ƒ—ˆ †‡ ˜‘”ƒ—•Žƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ† ‰‡™‡…Š•‡Ž–ǡ ‡‰ƒŽ ™‡Ž…Š‡” Š”‡ƒ† ‰‡”ƒ†‡ ƒ–‹˜ ‹•–Ǥ ƒ• ’”—‰œ‹‡Ž ȋ†‡” ‹•’”—‰’—– †‡” –‡””—’–”‘—–‹‡Ȍ —† †‡” ”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡” ™‡”†‡ ‹ †‡ –‡’‘”¡”‡ ’”—‰œ‹‡Ž•’‡‹…Š‡” ȋ αʹȌ ‡‹‰‡–”ƒ‰‡Ǥ ‡” ˜‘”ƒ—•Žƒ—ˆ‡†‡Š”‡ƒ†ˆòŠ”–†‹‡ –‡””—’–”‘—–‹‡c„‹•œ—‹Š”‡†‡ƒ—• ȋȌ —† †‡” ‘–‡š– ™‹”† ƒ—ˆ †‡ ˜‘” †‡ —ˆ–”‡–‡ †‡• –‡””—’–• ‹Ǧ ƒ–‹˜‡ Š”‡ƒ† ‰‡™‡…Š•‡Ž–Ǥ ‹‡ —•ˆòŠ”—‰ †‹‡•‡• Š”‡ƒ†• ™‹”† „‹• œ— ‡•‡ †‡• ‹•’”—‰’—–• †‡” –‡””—’–”‘—–‹‡ d ˆ‘”–‰‡•‡–œ– ȋ„„‹Ž†—‰ ͶǦͺǡ ‰‡•–”‹…Š‡Ž–‡ ‹‹‡Ȍǡ †ƒƒ…Š †‹‡ –‡””—’–”‘—–‹‡ ˜‘ Š”‡ƒ† ʹ ƒ—•Ǧ ‰‡ˆòŠ”–Ǥƒ…Š†‡e™‹”††‡”‘–‡š–ƒ—ˆ†‡Š”‡ƒ†‰‡™‡…Š•‡Ž–ǡ†‡” ˜‘”†‡ –‡””—’–ƒ–‹˜™ƒ”—††‹‡—•ˆòŠ”—‰ˆ‘”–‰‡•‡–œ–Ǥ 

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.1.2.5

99

Experimentelle Ergebnisse

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Tabelle 4-4: Grundlegende Parameter der Simulation mit ptlsim Parameter

Wert

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100

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Abbildung 4-9: Wiederverwendungsgrad (%) von Sprungzielen ‡”‰‡”‹‰‡‹‡†‡”˜‡”™‡†—‰•‰”ƒ†„‡‹ αͲ‡”‰‹„–•‹…Š†—”…Š†‹‡‡‹–‡”Ǧ Ž‡‹–—‰ ‹†‹”‡–‡” ’”—‰œ‹‡Ž‡Ǥ ‹‡” Ú‡ œ— ‡‹‡  ‡Š”‡”‡ ’”—‰Ǧ œ‹‡Ž‡‡š‹•–‹‡”‡ǤƒŠ‡”‡””‡‹…Š–†‡”—ˆˆ‡”•…Š‡ŽŽ‡”•‡‹‡ƒš‹ƒŽ‡ òŽŽǦ •–ƒ†—††‡”‹‡†‡”˜‡”™‡†—‰•‰”ƒ†‹–ƒ„Ǥ ƒ”‹–Š‡–‹•…Š‡‹––‡Ž ‡”‰‹„– •‹…Š ‡‹ ‹‡†‡”˜‡”™‡†—‰•‰”ƒ† ˜‘ ’”—‰œ‹‡Ž‡ †—”…Š †‡ ˆòŠ”‡†‡Š”‡ƒ†‹–‡’‘”¡”‡’”—‰œ‹‡Ž•’‡‹…Š‡”˜‘ͻͳΨǤ

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.1.3

101

Der temporäre Datenspeicher

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102

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

ƒ„‡ŽŽ‡ ͶǦͷ œ‡‹‰– †‹‡ œ™‹•…Š‡ †‡ ˆòŠ”‡†‡ —† ƒ…ŠŽƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ† ‘—‹œ‹‡”–‡ƒ–‡Ǥ

Tabelle 4-5: Kommunizierte Daten (Datenspeicher)

Typ

Grund für die Speicherung

Gespeicherte Daten

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

103



Abbildung 4-10: Häufigkeit der Operandenbreite (in Bit für Loads)



Abbildung 4-11: Häufigkeit der Operandenbreite (in Bit für Stores)

104

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

‹”‡””‡…Š‡†‹‡”‡Žƒ–‹˜‡¡—ˆ‹‰‡‹–‹”‘œ‡–‹‡œ—‰ƒ—ˆƒŽŽ‡‘ƒ†Ǧ—† –‘”‡‘’‡”ƒ–‹‘‡—†‡”ŠƒŽ–‡†‹‡‹ƒ„‡ŽŽ‡ͶǦ͸ƒ—ˆ‰‡ˆòŠ”–‡”‰‡„‹••‡Ǥ

Tabelle 4-6: Prozentualer Anteil von Load/Store-Operationen I8

I16

I32

I64

Load

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ͳǡ͵͸Ͳͻ͸ͺͺ͹

ͺͺǡʹ͹͹͹ͻ͹Ͷ

ͲǡͲͲͲͺʹ͸͹͸

Store

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Ͳǡ͵ͷͻʹ͵ͳͳͶ

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ͲǡͲͲ͵ͺͳ͵ʹͳ

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Tabelle 4-7: Gesparter Speicherplatz in Prozent I8

I16

I32

Load

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Store

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Ͳǡʹ͹Ψ

ͶͺǡͳͻΨ

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105

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

‹…Š– ‰‡œ‡‹‰–Ǥ ‡Ž„•–‘†‹ˆ‹œ‹‡”‡†‡” ‘†‡ ™‹”† ƒŽ• –‘”‡ ƒ—ˆ ‡‹‡ ‘†‡Ǧ „‡”‡‹…Š‹–‡”’”‡–‹‡”–—†—••‹…Š–ƒŽ•‘†‡”ˆƒŽŽ„‡–”ƒ…Š–‡–™‡”†‡Ǥ



Abbildung 4-12: Integration des temporären Datenspeichers  ‡” –‡’‘”¡”‡ ƒ–‡•’‡‹…Š‡” „‡•–‡Š– ’”‘ ’‡”ƒ†‡„‹–„”‡‹–‡ ȋͺǡ ͳ͸ǡ ͵ʹ ‘†‡”͸Ͷ‹–Ȍƒ—•‡‹‡‘†‡”‡Š”‡”‡‡”–‡•’‡‹…Š‡”ˆò”‘ƒ†•—†–‘”‡• —† ‡‹‡ ––”‹„—–•’‡‹…Š‡”Ǥ ƒ„‡ŽŽ‡ ͶǦͺ œ‡‹‰– ‡‹‡ ‹–”ƒ‰ ‹ ‡”–‡Ǧ •’‡‹…Š‡”ˆò”‘ƒ†•Ǥ

Tabelle 4-8: Ein Eintrag im temporären Wertespeicher (Loads)

Feld

Beschreibung



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106

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Tabelle 4-9: Ein Eintrag im temporären Wertespeicher (Stores)

Feld

Beschreibung



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ƒ–—

  ƒ„‡ŽŽ‡ ͶǦͳͲ œ‡‹‰– ‡‹‡ ‹–”ƒ‰ ‹ ––”‹„—–•’‡‹…Š‡”Ǥ” ‡–Š¡Ž–†‹‡ œƒŠŽ ’ƒ”ƒŽŽ‡Ž‡”—‰”‹ˆˆ‡ȋ—Ž–‹’Ž‡Ȍ—†‹†‡š‹‡”–†ƒ‹–‡‹‡‡”–‡•’‡‹…Š‡”Ǥ

Tabelle 4-10: Ein Eintrag im Attributspeicher

Feld 

Beschreibung ‡”–†‡•”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡”•

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òŽŽ•–ƒ†

òŽŽ•–ƒ†•†‡•‹–multiple ‹†‡š‹‡”–‡ƒ–‡•’‡‹…Š‡”•

  4.1.3.1

Zugriff auf den temporären Datenspeicher

 ‘Ž‰‡†‡™‹”††‡”’ƒ”ƒŽŽ‡Ž‡—‰”‹ˆˆƒ—ˆ†‡–‡’‘”¡”‡ƒ–‡•’‡‹…Š‡” ˆò”–‘”‡•‰‡•…Š‹Ž†‡”–Ǥ‡”—‰”‹ˆˆ„‡‹‘ƒ†•ˆ—–‹‘‹‡”–ƒƒŽ‘‰Ǥ„„‹Ž†—‰ ͶǦͳ͵œ‡‹‰–†‡„Žƒ—ˆ˜‡”•…Š‹‡†‡‡”—‰”‹ˆˆ‡†‡•ƒ…ŠŽƒ—ˆ‡†‡ȋȌ—††‡• ˆòŠ”‡†‡ȋȌŠ”‡ƒ†•ƒ—ˆ†‡–‡’‘”¡”‡ƒ–‡•’‡‹…Š‡”Ǥ•™—”†‡œ™‡‹Ǧ ƒŽ ‡‹ ‡”– ȋȌ ‹– —Ž–‹’Ž‡αͳ —† ‡‹ƒŽ œ™‡‹ ‡”–‡ ȋȌ ‹– —Ž–‹’Ž‡αʹ‰‡•…Š”‹‡„‡Ǥ

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

107



Abbildung 4-13: Ablauf verschiedener Zugriffe auf den Datenspeicher ƒ–‡™‡”†‡˜‘ˆòŠ”‡†‡Š”‡ƒ†‹ƒ–‡•’‡‹…Š‡”ƒ„‰‡Ž‡‰–ǡ•‘„ƒŽ†‡‹ –‘”‡ †‡…‘†‹‡”– ™‹”†Ǥ ‹‡ ¡ŠŽ‡” ̷ƒ……̴̴ȓͳǡǤǤǤǡȔ —† †‡” ’”‘ Š”‡ƒ† ˜‘”Šƒ†‡‡ ¡ŠŽ‡” ̷ƒ……̴ ™‡”†‡ œ—”ò…‰‡•‡–œ–Ǥ ‡” ”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡” ™‹”† ‹ ‡Ž†  †‡• ––”‹„—–•’‡‹…Š‡”• ‡‹‰‡–”ƒ‰‡Ǥ ‹‡ œƒŠŽ’ƒ”ƒŽŽ‡Ž‡”—‰”‹ˆˆ‡™‹”†‹ ‡Ž†multipleǡ™‡‹–‡”Š‹†‡” òŽŽ•–ƒ††‡• ‹– multiple ƒ—•‰‡™¡ŠŽ–‡ ‡”–‡•’‡‹…Š‡”• ȋ ̷ƒ……̴̴ȓͳǡǤǤǤǡȔȌ ‹ ‡Ž† Füllstand †‡• ––”‹„—–•’‡‹…Š‡”• ˆ‡•–‰‡ŠƒŽ–‡Ǥ •…ŠŽ‹‡é‡† ™‡”†‡ †‹‡ ƒ–‡ȋȌ—††‹‡‡”–‡ˆò”†ƒ•’‡‹…Š‡”ƒ†”‡••”‡‰‹•–‡”ȋȌ‹†‡‹– multiple ƒ—•‰‡™¡ŠŽ–‡ ‡”–‡•’‡‹…Š‡” ‡‹‰‡–”ƒ‰‡ —† ̷ƒ……̴ ȋ òŽŽǦ •–ƒ† †‡• ‡”–‡•’‡‹…Š‡”•Ȍ •‘™‹‡ ̷ƒ……̴ ȋ òŽŽ•–ƒ† †‡• ––”‹„—–Ǧ •’‡‹…Š‡”•Ȍ ‹”‡‡–‹‡”–Ǥ ‡ †‹‡ œƒŠŽ ˆ”‡‹‡” ‹–”¡‰‡ †‡• ––”‹„—–Ǧ

108

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

‘†‡” ‡‹‡• ‡”–‡•’‡‹…Š‡”• ‡”•…ŠÚ’ˆ– ‹•–ǡ ™‹”† ‡‹ ‘–‡š–™‡…Š•‡Ž ‹‹–‹‹‡”–Ǥ ‡”•…Š‹‡†‡‡ multipleǦ‡”–‡ †‡• ˆòŠ”‡†‡ —† †‡• ƒ…ŠŽƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ†•‹–‰Ž‡‹…Š‡ò••‡‹…Š–„‡–”ƒ…Š–‡–™‡”†‡ǡ†ƒ†‡”multipleǦ ‡”– ƒ„ †‡” ‡…‘†‹‡”—‰ „‡ƒ– ‹•–Ǥ ‡” ƒ…ŠŽƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ† ƒ —” Ž‡•‡†ƒ—ˆ†‡ƒ–‡•’‡‹…Š‡”œ—‰”‡‹ˆ‡Ǥ ̷ƒ……̴†‹‡–ƒŽ• †‡š‹†‡ ––”‹„—–•’‡‹…Š‡”Ǥ ‡” †‘”– ‰‡•’‡‹…Š‡”–‡ multipleǦ‡”– ™¡ŠŽ– †‡ ‡”–‡Ǧ •’‡‹…Š‡”ǡ Füllstand †‡ Œ‡™‡‹Ž‹‰‡ ‹–”ƒ‰ ‹ ƒ—•‰‡™¡ŠŽ–‡ ‡”–‡•’‡‹…Š‡” ƒ—•Ǥ ‹‡ ”‰‡„‹••‡ †‡• ƒ…ŠŽƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ†• ȋǡ Ȍ ™‡”†‡ ‹ ‡”–‡•’‡‹…Š‡” ’ƒ”ƒŽŽ‡Ž ‹– †‡‡ †‡• ˆòŠ”‡†‡ Š”‡ƒ†• ˜‡”‰Ž‹…Š‡Ǥ ‡‹ "“—‹˜ƒŽ‡œ Ú‡ ƒŽŽ‡ ”‰‡„‹••‡ ‰Ž‡‹…Šœ‡‹–‹‰ œ—”ò…‰‡•…Š”‹‡„‡ ™‡”†‡ —† ̷ƒ……̴™‹”†‹”‡‡–‹‡”–Ǥ

4.1.3.2

Experimentelle Ergebnisse

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109

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung



Abbildung 4-14: Ressourcen – Weiterleitungsverfahren ”‘–œ †‡” —‰ò•–‹‰‡ ‡”–‡ ˆò” †‡ ”‹–‹•…Š‡ ˆƒ† †‡• ’”—‰œ‹‡ŽǦ •’‡‹…Š‡”• •‘ŽŽ–‡ „‡†ƒ…Š– ™‡”†‡ǡ †ƒ•• †‹‡•‡” †—”…Š•…Š‹––Ž‹…Š „‡‹ ‡–™ƒ Œ‡†‡ͺǤ‡ˆ‡ŠŽƒ‰‡•’”‘…Š‡™‹”†ȋ•Ǥƒ„‡ŽŽ‡ͶǦͳͳȌǤ ‡‰‡ò„‡”†‡  ƒȂ —–‡” †‡” ƒŠ‡ǡ †ƒ•• Œ‡†‡” „‡†‹‰–‡ ’”—‰ œ— ‡‹‡ ‘–‡š–Ǧ ™‡…Š•‡Ž ˆòŠ”– —† ‘ƒ†Ǧ–‘”‡Ǧ‡ˆ‡ŠŽ‡ „‡”‡‹–• ‹ ‡ˆ‡ŠŽ•…ƒ…Š‡ Ž‹‡‰‡ Ȃ †‹‡ ƒš‹ƒŽ‡ ‡‹•–—‰••–‡‹‰‡”—‰ ˆò” ‡‹‡  φ≥ͳ œ— ϒ = Λ ⋅ φ  „œ™Ǥ Π

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110

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Abbildung 4-15: IPC-Werte (φ, SPECint2006_base) 



Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

111

„„‹Ž†—‰ ͶǦͳ͸ œ‡‹‰– †‹‡ ƒš‹ƒŽ‡ǡ œ—  ”‡Žƒ–‹˜‡ —”…Š•ƒ–œ•–‡‹‰‡”—‰ ȋ›Ǧ…Š•‡Ȍ†—”…Š†‡–‡’‘”¡”‡ƒ–‡•’‡‹…Š‡”ȋˆò”‘ƒ†•—†–‘”‡•ǡ‘Š‡ ‹‹–‹‡”—‰ †‡” ”‘–Ǧ†Ǧƒ†„”‡‹–‡Ȍ ˆò” ƒŽŽ‡ ‹–ʹͲͲ͸̴„ƒ•‡Ǧ ‡…Šƒ”• ™‡ ͷͲΨ ƒŽŽ‡” ’”—‰œ‹‡Ž‡ ™‹‡†‡”˜‡”™‡†‡– ™‡”†‡ Ú‡Ǥ



Abbildung 4-16: Maximale Durchsatzsteigerung 

112 4.1.4

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Thread-Prüfsummenkalkül18

‡†—†ƒœǡ ‹•„‡•‘†‡”‡ Š‡‹é‡ ‡•‡”˜‡ ‹•– —–œŽ‘•ǡ ™‡ ‹…Š– •…Š‡ŽŽ ‡”ƒ– ™‹”†ǡ ™‡Ž…Š‡ ‘’‘‡–‡ ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ– ‹•–Ǥ —”…Š †‡ –‡’‘”¡”‡ ’”—‰œ‹‡ŽǦ—†ƒ–‡•’‡‹…Š‡”™‡”†‡–”ƒ•‹‡–‡ ‡ŠŽ‡”ƒ…Š†‡” ”‡‹‰ƒ„‡ ‡”ƒ–Ǥ  –”ƒ•‹‡–‡ ‘–”‘ŽŽˆŽ—••Ǧ •‘™‹‡ ƒ–‡ˆ‡ŠŽ‡” ‹ ‡‹‡” ‹’‡Ž‹‡ ‘…Š˜‘”†‡” ”‡‹‰ƒ„‡œ—‡”‡‡—†œ—Ž‘ƒŽ‹•‹‡”‡ǡ™‹”†‹†‹‡•‡„Ǧ •…Š‹–– †ƒ• Š”‡ƒ†Ǧ”òˆ•—‡ƒŽòŽ ˆò” ”‡†—†ƒ–‡• —Ž–‹–Š”‡ƒ†‹‰ ƒ—ˆ †‡” ƒ•‹• œ›Ž‹•…Š‡” ‘†‡• ȋ•Ȍ ȏͳʹʹȐȏͳͷͺȐ ‡–™‹…‡Ž–Ǥ ‹‡”„‡‹ ™‡”†‡ ”òˆ•—‡ ™¡Š”‡† †‡” ”‘‰”ƒƒ—•ˆòŠ”—‰ ˆò” Œ‡†‡ Š”‡ƒ† „‡Ǧ ”‡…Š‡–Ǥ  –‡”•…Š‹‡† œ— • Ú‡ ˆò” ‡Š”‡”‡ ƒ…Š”‹…Š–‡ ‰Ž‡‹…ŠǦ œ‡‹–‹‰ ”òˆ•—‡ „‡”‡…Š‡– ™‡”†‡Ǥ ‹ ‡”‰Ž‡‹…Š ˆ‹†‡– „‡‹ ‡‹‡ ‘–‡š–™‡…Š•‡Ž †‡• ”‡†—†ƒ–‡ ƒ—ˆ †‡ ˜‘”ƒ—•Žƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ† •–ƒ––Ǥ ‡†‹‡”‰‡„‹••‡˜‘‡‹ƒ†‡”ƒ„™‡‹…Š‡ǡŽ‹‡‰–‡‹ ‡ŠŽ‡”˜‘”ǡƒ†‡”‡Ǧ ˆƒŽŽ• ™‹”† ƒ‰‡‘‡ǡ †ƒ•• †‹‡ —•ˆòŠ”—‰ ‘””‡– ˜‡”Ž‹‡ˆǤ ‹‡ †‡” ‡”Ǧ ‰Ž‡‹…Š‹–†‡ƒ”‹–›˜‡”ˆƒŠ”‡Š‹•‹…Š–Ž‹…Š†‡”‡‹•–—‰•ƒ—ˆƒŠ‡—††‡• ‡‹–Ǧ —† Ž¡…Š‡‘•—• ‹ „•…Š‹–– ͶǤͳǤͶǤͶ —† ͶǤͳǤͶǤͷ œ‡‹‰–ǡ ‹•– ‡‹‡ „•‹…Š‡”—‰ ƒŽŽ‡” ‹’‡Ž‹‡”‡‰‹•–‡” †—”…Š ˆ‡ŠŽ‡”‘””‹‰‹‡”‡†‡ ȋ•Ȍ ‘†‡” ˆ‡ŠŽ‡”‡”‡‡†‡ ‘†‡• ȋȌǡ œǤǤ ƒ”‹–›„‹–• ‹…Š– ‹‡” ’”ƒ–‹ƒ„‡Žǡ ‹•„‡•‘†‡”‡ ™‡ †‹‡ ‡”‡…Š—‰ ‹ ‡”‰Ž‡‹…Š œ—” ¡‰‡ ‡‹‡• ƒ–Ǧ œ›Ž—• ‡‹‡” ‹’‡Ž‹‡•–—ˆ‡ œ— Žƒ‰‡ †ƒ—‡”– ‘†‡” †‹‡ ‡‹•–—‰•ƒ—ˆƒŠ‡ •‘™‹‡ †‹‡ ‘’Ž‡š‹–¡– ‡”ŠÚŠ– ™‡”†‡Ǥ ƒ• ƒ”‹–›˜‡”ˆƒŠ”‡ ™—”†‡ Š‹‡”„‡‹ ƒ—ˆ‰”—†•‡‹‡”‹ˆƒ…ŠŠ‡‹–œ—‡”‰Ž‡‹…ŠŠ‡”ƒ‰‡œ‘‰‡Ǥ•Ȁ••‹† ’”ƒ–‹ƒ„‡Žƒ—ˆ‰”‘„‰”ƒ—ŽÚ•‡”„‡‡ǡ™‹‡œǤǤ†‡”„•‹…Š‡”—‰˜‘ƒ…Š‡• ‰‡‰‡ò„‡”–”ƒ•‹‡–‡ ‡ŠŽ‡”Ǥ‹”„‡–”ƒ…Š–‡œ™‡‹˜‡”•…Š‹‡†‡‡•¡–œ‡ǣ †ƒ•‘’”‡••‹‘•„‡Šƒˆ–‡–‡—††ƒ•‘’”‡••‹‘•Ž‘•‡”òˆ•—‡ƒŽòŽǤ  ͳͺ‡‹Ž‡†‹‡•‡•„•…Š‹––‡•™—”†‡ƒ—ˆ†‡” ǦʹͲͲ͸ȏͷ͵Ȑ˜‡”Úˆˆ‡–Ž‹…Š–Ǥ

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.1.4.1

113

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114

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

”‰‡„‹••‡†‡””‘œ‡••‘”‡‡‹‡•—’Ž‡š•›•–‡•˜‘”‰‡•–‡ŽŽ–Ǥ‘Ž‡•‡–ƒŽǤ •…ŠŽƒ‰‡ ‡‹‡ –‡‰”ƒ–‹‘ ƒ—ˆ ‹”‘ƒ”…Š‹–‡–—”Ǧ„‡‡ ˜‘”ǡ ™‘„‡‹ ˜‡”Ǧ •…Š‹‡†‡‡ ‡–Š‘†‡ —† „‡‡ ȋŠ‹’Ǧ‡š–‡”ǡ ͳǦƒ…Š‡Ǧ…Š‹––•–‡ŽŽ‡ǡ ˜‘ŽŽ‡” —•–ƒ†•˜‡”‰Ž‡‹…Š ƒ—• †‡” —•ˆòŠ”—‰ —† ‹‰‡”’”‹–‹‰ǡ †‡” ‡Ǧ ”‡…Š—‰ ‡‹‡” ”– ‹‰‡”ƒ„†”—… „‡‹ —”ò…•…Š”‡‹„‡ †—”…Š ‡‹‡ ”›’–‘‰”ƒ’Š‹•…Š‡ ƒ•ŠǦ —–‹‘Ȍ ˆò” †‡ ‡”‰Ž‡‹…Š †‡” ”‰‡„‹••‡ ƒ—…Š ƒ—••’‡—Žƒ–‹˜‡”—•ˆòŠ”—‰„‡–”ƒ…Š–‡–™‡”†‡Ǥ‘–‹˜‹‡”–™—”†‡†‹‡”„‡‹– ˜‘‘Ž‡•‡–ƒŽǤ†—”…Š†ƒ•TRUSSǦ”‘Œ‡–ȋTotal Reliability Using Scalable ServersȌǡ ‡‹‡ ˜‡”–‡‹Ž–‡ǡ ˆ‡ŠŽ‡”–‘Ž‡”‹‡”‡†‡ ›•–‡Ǥ ‹‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”Ǧ †‡…—‰ ˜‘ ‹‰‡”’”‹–‹‰ ‹•– —ƒ„Š¡‰‹‰ ˜‘ †‡” ¡‰‡ †‡• ”òˆ’—–Ǧ ‹–‡”˜ƒŽŽ• —† †‡ ”„‡‹–•Žƒ•–‡Ǥ • ™‹”† ‹– λαͳͲǦͷ ‹‡” ‡‹‡  ൌ

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ଶ஛ሺଵିେሻ

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.1.4.2

Kompressionsbehaftetes Prüfsummenkalkül

‡‹ v = vω

k

v = v( x) =

−1

,..., v0



115

‡‹ωǦ•–‡ŽŽ‹‰‡•„‹¡”‡•‘†‡™‘”–Ǥ‹‡•‡•‹•–ƒŽ•‘Ž›‘

ωk −1

¦vx i

i

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i =0

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–—ˆ‡ ‹•– †‡ˆ‹‹‡”– †—”…Š †‹‡ ƒŠŽ †‡• ‡‡”ƒ–‘”’‘Ž›‘• g ( x) = ¦ gi xi Ǥ i =0

„„‹Ž†—‰ͶǦͳ͹‹•–πα͵—†‰Ͳαͳǡ‰ͳαͲǡ‰ʹαͳǡ‰ȋšȌαšʹΪͳǤƒ‡”‡–œ™‡‹ ‹’‡Ž‹‡•–”—–—”‡ǣ †‹‡ ò„Ž‹…Š‡ —•ˆòŠ”—‰ ‡‹‡• ”‘œ‡••‘”• ‹– ‹’‡Ž‹‡ ȋ‘„‡Ȍ —† ‡‹‡ ”òˆ•—‡’‹’‡Ž‹‡ ȋ—–‡ȌǤ   „‡œ‡‹…Š‡– ’‡‹…Š‡”Ǧ ‡Ž‡‡–‡ȋ‡‰‹•–‡”Ȍœ™‹•…Š‡‡‹œ‡Ž‡‹’‡Ž‹‡•–—ˆ‡Ǥ



Abbildung 4-17: Parallele Prüfsummenberechnung

116

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

‹‡”‰‡„‹••‡Œ‡†‡”‹’‡Ž‹‡•–—ˆ‡ ™‡”†‡ƒ†‹‡¡…Š•–‡–—ˆ‡ —†ƒ†‹‡ ”òˆ•—‡Ž‘‰‹ ™‡‹–‡”‰‡Ž‡‹–‡–Ǥ • ‹•– Ú‰Ž‹…Šǡ ‡‹œ‡Ž‡ ‹–• †‡” Ž‡–œ–‡ –—ˆ‡ ƒ—ˆ —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡ ˜‘”Š‡”‰‡Š‡†‡ –—ˆ‡ œ—”ò…œ—‘’’‡Ž —† †ƒ‹– ˜‡”•…Š‹‡†‡‡ ‡‡”ƒ–‘”’‘Ž›‘‡ ’”‘ ‹– œ— ‹’Ž‡‡–‹‡”‡Ǥ —ˆ‰”—† †‡• œ— ‡”™ƒ”–‡†‡ ŠÚŠ‡”‡ ‘—–‹‰ƒ—ˆ™ƒ†• —† †ƒ ‡‹‡ ‡‹Ǧ ˆƒ…Š‡ ’Ž‡‡–‹‡”—‰ ƒ‰‡•–”‡„– ™‹”†ǡ ™‹”† †‹‡•‡ ډŽ‹…Š‡‹– ‹…Š– „‡Ǧ –”ƒ…Š–‡–Ǥ ‹‡ ”‰‡„‹••‡ †‡” Ž‡–œ–‡ –—ˆ‡ πǦͳ ™‡”†‡ †‡ ‡‡”ƒ–‘”’‘Ž›Ǧ ‘ ‡–•’”‡…Š‡† ˜‘ŽŽ•–¡†‹‰ ”ò…‰‡‘’’‡Ž–Ǥ ‹‡ ‡”‡…Š—‰ ‡‹‡• ‡‹Ž• †‡” ”òˆ•—‡ ™‹”† ‹ ‡‹‡” –—ˆ‡ †—”…Š †ƒ• ΔǦŽ‡‡– †—”…Š‰‡ˆòŠ”–Ǥ ƒ‹– †‹‡ ”‰‡„‹••‡ Œ‡†‡” –—ˆ‡ ‹ †‹‡ ‡†‰òŽ–‹‰‡ ”òˆ•—‡ ‡‹‰‡Š‡ǡ —••Δ‘—–ƒ–‹˜•‡‹Ǥƒ•‹‡Š–ǡ†ƒ••Δ˜‘†”‡‹‹‰ƒ„‡ƒ„Š¡‰–ǣ†‡ —•‰ƒ„‡ ‡‹‡” ˜‘”Š‡”‰‡Š‡†‡ –—ˆ‡ ȋšʹȌǡ †‡” Ž‡–œ–‡ǡ ”ò…‰‡‘’’‡Ž–‡ –—ˆ‡ ȋš͵Ȍ —† †‡ —•‰ƒ„‡ †‡” ‘‡–ƒ‡ ‹’‡Ž‹‡•–—ˆ‡ ȋšͳȌǤ ƒ‹– Œ‡†‡• ‹– ‡‹‡ ‹ˆŽ—•• ƒ—ˆ †‹‡ —•‰ƒ„‡ ƒ—•ò„–ǡ ‰‹Ž– ‹– ‘”†‡”—‰ †‡” ‘—–ƒ–‹˜‹–¡–ȋ„∈ȓͲǡͳȔȌǣ 

Δ : {0 ,1} × {0 ,1} × {0 ,1} →

{0 ,1} 

1) Δ( x1 , x2 , x3 ) = Δ( x1 , x2 , x3 ) = b, 2) Δ( x1 , x2 , x3 ) = Δ( x1 , x2 , x3 ) = Δ( x1 , x2 , x3 ) = b,  3) Δ( x1 , x2 , x3 ) = Δ( x1 , x2 , x3 ) = Δ( x1 , x2 , x3 ) = b.

•‰‡•ƒ–‰‹„–‡•œ™‡‹ —–‹‘‡ǡ†‹‡†‹‡•‡ ‘”†‡”—‰‡”ˆòŽŽ‡ǣ falls r=0 ­° x1 ⊕ x2 Δ ( x1 , x2 , x3 ) = ® und x ⊕ x ⊕ x falls r=1 °¯ 1 2 3  ­° x1 ⊕ x2 falls r=0 Δ '( x1 , x2 , x3 ) = ® °¯ x1 ⊕ x2 ⊕ x3 falls r=1.

‡‹ ”αͲ ‹•– ‡‹‡ ò…‘’’Ž—‰ ˜‘”Šƒ†‡ǡ ”αͳ „‡œ‡‹…Š‡– †‡ ƒŽŽ ‡‹‡” ò…‘’’Ž—‰Ǥ š͵ ™‹”† „‡‹ ”αͲ ‹…Š– „‡”ò…•‹…Š–‹‰–Ǥ ‹‡ œƒŠŽ †‡” ƒ––‡” ’”‘‹’‡Ž‹‡•–—ˆ‡†‡•”òˆ•—‡ƒŽòŽ•‹•–‰Ž‡‹…Š†‡”ƒš‹ƒŽ‡‹–„”‡‹–‡

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

117

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Abbildung 4-18: Prüfsummenberechnung für zwei Threads ƒ†‹‡”‹–‡”‹‡ˆò”‡‹‡‘–‡š–™‡…Š•‡Ž‹‡ˆ‡ŠŽ••–”‘…‘†‹‡”–•‹†—† „‡‹†‡ ‡ˆ‡ŠŽ••–”ڏ‡ ‹ ˆ‡ŠŽ‡”ˆ”‡‹‡ ƒŽŽ ‹†‡–‹•…Š •‹†ǡ Ú‡ †‹‡ ”òˆǦ

118

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

119

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Abbildung 4-19: Prüfsummenberechnung bei out-of-order Ausführung  

120 4.1.4.3

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Kompressionsloses Prüfsummenkalkül

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

121

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Abbildung 4-20: Kompressionsloses Prüfsummenkalkül

122 4.1.4.4

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Theoretischer Vergleich mit Paritybäumen

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

123

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Abbildung 4-21: Kosten (in Gattern) von Paritybäumen 

124

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung



Abbildung 4-22: Verzögerung (in Gattern) von Paritybäumen

4.1.4.5

Experimenteller Vergleich mit Paritybäumen

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125

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung



Abbildung 4-23: Fläche – Parity, Prüfsummenkalkül (LUTs, FPGA) ƒ —” †‹‡ œƒŠŽ †‡” • ‰‡‡••‡ ™—”†‡ǡ ‘–‡ ‡‹ ‡”‰Ž‡‹…Š „‹• œ— ‡‹‡”‹–„”‡‹–‡˜‘ͷͳʹ‹–•–ƒ––ˆ‹†‡Ǥ‡†‡”…ŠƒŽ–—‰‹•œ—‰‡™‹‡•‡ ™‡”†‡•‘ŽŽ‡ǡ‹•–‡‹‡‡ƒŽ‹•‹‡”—‰‹–†‡‡‹‰‡•‡–œ–‡  ‹…Š–‡Š” Ú‰Ž‹…Šǡ†ƒ†‹‡œƒŠŽ†‡”‹•ƒ‡‹‰‡•‡–œ–‡  ‹…Š–‡Š”ƒ—•”‡‹…Š–Ǥ ƒŠ‡”—••–‡‹†‡ƒ…Šˆ‘Ž‰‡†‡–‡”•—…Š—‰‡†‹‡ƒš‹ƒŽ‡‹–„”‡‹–‡ ƒ—ˆͳʹͺ‹–„‡•…Š”¡–™‡”†‡Ǥ 



126

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Abbildung 4-24: Kritischer Pfad – Parity, Prüfsummenkalkül (ns, FPGA) 



127

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

„„‹Ž†—‰ͶǦʹͷœ‡‹‰–†‹‡‡‹•–—‰•ƒ—ˆƒŠ‡‹ȋ‘Š‡—Š‡•–”‘Ȍ†‡• ”òˆ•—‡ƒŽòŽ• —† ƒ”‹–›„¡—‡ ‹ „Š¡‰‹‰‡‹– ˜‘ †‡” ”‡“—‡œ ȋšǦ…Š•‡ǡ œȌ ˆò” —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡ ‹–„”‡‹–‡ ∈ȓͳ͸ǡ ͵ʹǡ ͸ͶȔ „‡‹ ‡‹‡  Ǧ–™—”ˆǤ



Abbildung 4-25: Leistungsaufnahme – Parity, Prüfsummenkalkül (mW, FPGA) 



128

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Abbildung 4-26: Δ Leistungsaufnahme – Parity, Prüfsummenkalkül (mW, FPGA) ò” Ž‡‹‡ ”‡“—‡œ‡ ‹•– †‡” –‡”•…Š‹‡† ƒ”‰‹ƒŽǤ „ ͷͲœ ‹•– ‡‹ Ž‹‡ƒ”‡• ƒ…Š•–— †‡” ‹ˆˆ‡”‡œ œ™‹•…Š‡ ”òˆ•—‡Ǧ —† ƒ”‹–›˜‡”Ǧ ˆƒŠ”‡ œ— ‡”‡‡Ǥ ƒ• ”òˆ•—‡˜‡”ˆƒŠ”‡ ˜‡”„”ƒ—…Š– ˆò” ‰”Ú釔‡ ‹–„”‡‹–‡„‡‹  Ǧ–™—”ˆ†‡—–Ž‹…Š™‡‹‰‡”‡”‰‹‡Ǥ 



Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

129

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Abbildung 4-27: Fläche – Parity, Prüfsummenkalkül (λ2, Standardzellen) 



130

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kritischer Pfad (ps)

10000

1000

100 8

16

32

64

128

256

512

Parity

1230

1655

2079

2504

2928

3352

3777

Prüfsumme

602

602

602

602

602

602

602



Abbildung 4-28: Verzögerung – Parity, Prüfsummenkalkül (ps, Standardzellen) 



Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

131

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Abbildung 4-29: Kapazität – Parity, Prüfsummenkalkül (pF, Standardzellen)  ƒ• ƒ”‹–›˜‡”ˆƒŠ”‡ ™‡‹•– ˆò” †‹‡ ‹–„”‡‹–‡ ˜‘ ͺ „‹• ͳʹͺ‹– ™‡‹‰‡” ƒ’ƒœ‹–¡– ƒ—ˆ ƒŽ• †ƒ• ”òˆ•—‡ƒŽòŽǤ ò” ‹–„”‡‹–‡ ƒ„ ʹͷ͸ ‹– ‹•– †‹‡ ƒ’ƒœ‹–¡– †‡• ”òˆ•—‡˜‡”ˆƒŠ”‡• ‰‡”‹‰‡”Ǥ • ƒ ƒŽ•‘ †‹‡ ’ˆ‡ŠŽ—‰ ƒ—•‰‡•’”‘…Š‡ ™‡”†‡ǡ †ƒ• ”òˆ•—‡˜‡”ˆƒŠ”‡ „‡‹ ‹–‡”‡ ‘–”‘ŽŽˆŽ—••Ǧ —† ƒ–‡’ˆƒ†‡ ƒ„ ‡‹‡” ”‡‹–‡ ˜‘ ʹͷ͸‹– œ— ˜‡”™‡†‡ǡ†ƒ‡•Š‹‡”‡‹•‡Š”‰ò•–‹‰‡•ƒ—ˆœ‡‹–˜‡”ŠƒŽ–‡—†‡‹‡‰‡”‹‰‡ ‡‹•–—‰•ƒ—ˆƒŠ‡ƒ—ˆ™‡‹•–Ǥ

132 4.1.4.6

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Experimentelle Ergebnisse

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17,3

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17,8

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23,2

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Benchmark (SPECint2006_base)

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

133

Tabelle 4-11: Relative Häufigkeit von Operationscodes (%)



134

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Verzögerung in Befehlen

30

24

18

12

6

0

Zeit Abbildung 4-30: Verzögerung in Befehlen bis zur Fehlerentdeckung



Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

135

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136

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Fehlerüberdeckung(%)

100

80

60

40

20

0 0,00010

0,00011

0,00012

0,00014

0,00017

0,00020

0,00025

0,00033

0,00050

0,00099

0,10000

Wahrscheinlichkeit eines Kontextwechsels



Abbildung 4-31: Fehlerüberdeckung des Prüfsummenverfahrens (%) ‹‡ƒƒ—•†‡”‰‡„‹••‡‹„„‹Ž†—‰ͶǦ͵ͳ•‹‡Š–ǡ™‹”†„‡‹‡‹‡”ƒŠ”Ǧ •…Š‡‹Ž‹…Š‡‹– ‡‹‡• ‘–‡š–™‡…Š•‡Ž• ˜‘ ͳȀͳͲ ‡‹‡ ’‡”ˆ‡–‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”Ǧ †‡…—‰‡””‡‹…Š–Ǥƒ•‡”ˆƒŠ”‡‹•–‹†‡”ƒ‰‡ǡ ‡ŠŽ‡”œ—Ž‘ƒŽ‹•‹‡”‡ȋ„Ǧ „‹Ž†—‰ ƒ—ˆ ‡‹‡ ‹’‡Ž‹‡•–—ˆ‡ȌǤ „„‹Ž†—‰ ͶǦ͵ʹ œ‡‹‰– †‹‡ ‹‹ƒŽ‡ —† ƒš‹ƒŽ‡ ‡ƒ—‹‰‡‹– ȋͳͲ š’‡”‹‡–‡ǡ ›Ǧ…Š•‡Ȍ ‹ ”‘œ‡– ‹ ‡œ—‰ ƒ—ˆ †‹‡ ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹– ‡‹‡• ‘–‡š–™‡…Š•‡Ž• ȋšǦ…Š•‡ ‹ …Š”‹––‡ ˜‘ ͳȀȋͳͲΪ‹⋅ͳͲͲͲȌǡ ‹αͲǡǥǡͳͲȌǡ ‹– †‡” ‡”ƒ–‡ ‡ŠŽ‡” ‡‹‡” ‹’‡Ž‹‡•–—ˆ‡ œ—Ǧ ‰‡‘”†‡–™‡”†‡Ú‡Ǥ—•¡–œŽ‹…Š™—”†‡†‡”’‘Ž›‘‹ƒŽ‡”‡†œ™‡‹–‡

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137

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Lokalisierungsgenauigkeit (%)

100

80

60

40

20

0 0,00010

0,00011

0,00012

0,00014

0,00017

0,00020

0,00025

0,00033

0,00050

0,00099

0,10000

Wahrscheinlichkeit eines Kontextwechsels



Abbildung 4-32: Lokalisierungsgenauigkeit des Prüfsummenverfahrens (%) ‹ ‡ŠŽ‡” ƒ „‡‹ ‡‹‡” ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹– ‡‹‡• ‘–‡š–™‡…Š•‡Ž• ˜‘ ͳȀͳͲ’‡”ˆ‡–Ž‘ƒŽ‹•‹‡”–ȋ†‹‡—‘”†—‰‡‹‡• ‡ŠŽ‡”•ƒ—ˆ‡‹‡‹’‡Ž‹‡•–—ˆ‡Ȍ ™‡”†‡Ǥ ƒ• ‡”ˆƒŠ”‡ ‡‹‰‡– •‹…Š ˆ‘Ž‰Ž‹…Š ƒ—…Š ˆò” ”‘‰”ƒ‡ǡ †‹‡ ‡‹‡ ‰‡”‹‰‡ ¡—ˆ‹‰‡‹– ˜‘ ‘–‡š–™‡…Š•‡Ž ƒ—ˆ™‡‹•‡Ǥ • ƒ ƒ„‡” ƒ—…Š †‹‡ œƒŠŽ †‡” †—”…Šœ—ˆòŠ”‡†‡ ‘–‡š–™‡…Š•‡Ž œ—‰—•–‡ ‡‹‡” ŠÚŠ‡”‡

138

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Der Fail-Safe Modus

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139

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Abbildung 4-33: Abschaltung der Pipelinekommunikation ‡‹‡•‹…Š‡”‡„•…ŠƒŽ–—‰œ—‰‡™¡Š”Ž‡‹•–‡ǡ™‹”†‹†‡‡‹•–‡ ¡ŽŽ‡ ”‡‹ˆƒ…ŠǦ‡†—†ƒœ ‡‹‰‡•‡–œ–Ǥ „„‹Ž†—‰ ͶǦ͵Ͷ œ‡‹‰– œ— ‡”‰Ž‡‹…Š ‡‹ •‘Ž…Š‡•›•–‡‹–‘–‡”œ—”„•…ŠƒŽ–—‰†‡”‹’‡Ž‹‡ƒ—•ˆòŠ”—‰Ǥ‹‡ƒ ƒ—•†‡‡••‘—”…‡ƒˆ‘”†‡”—‰‡‹ƒ„‡ŽŽ‡ͶǦͳʹ‡”‡‡ƒǡ™‹”††‹‡  ʹͳ‹‡‘‰‹•‘ŽŽ–‡†ƒ„‡‹†‡”‡ˆ‡ŠŽ•Š‘Ž‡Ǧǡ†‡”—•ˆòŠ”—‰•Ǧ—††‡”

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140

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Abbildung 4-34: Abschaltung mit Dreifach-Redundanz  •…Š‘ ‹ Ž‡‹‡”‡ ‹‡•‹‘‡ †‹‡ —•™‹”—‰‡ ‡‹‡” Ǧ ’Ž‡‡–‹‡”—‰ œ— œ‡‹‰‡ǡ ™‡”†‡ †‹‡ ‡••‘—”…‡ƒˆ‘”†‡”—‰‡ œ—Ǧ •ƒ‡ ‹– †‡‡ †‡• –™—”ˆ• ƒ—• „„‹Ž†—‰ ͶǦ͵͵ ‹ ƒ„‡ŽŽ‡ ͶǦͳʹ —† ƒ„‡ŽŽ‡ ͶǦͳ͵ ‰‡œ‡‹‰–Ǥ ƒ„‡‹ ™—”†‡ „‡™—••– †ƒ• …ŠƒŽ–„‹Ž† ƒŽ• ‘” †‡” …ŠƒŽ–—‰••’‡œ‹ˆ‹ƒ–‹‘ „‡‹  Ǧ–™—”ˆ ‰‡™¡ŠŽ–ǡ †ƒ †‹‡ ‹–  •’‡œ‹ˆ‹œ‹‡”–‡ǡ ”‡†—†ƒ–‡ ‘‰‹ ˜‘ ›–Š‡•‡™‡”œ‡—‰ Ƿ™‡‰‘’–‹‹‡”–Dz ™‡”†‡ƒǤƒ†‹‡‘‰‹ƒ—ˆ‡‹‡ȋ‘‘—’Ǧƒ„Ž‡Ȍƒ„‰‡„‹Ž†‡–™—”†‡ǡ •‹† ‹ ƒ„‡ŽŽ‡ ͶǦͳʹ †‹‡ ‡‰”Ú釐 ”‹–‹•…Š‡” ˆƒ† —† Ž¡…Š‡Ǧ ƒˆ‘”†‡”—‰ œ—•ƒ‡‰‡ˆƒ••–Ǥ ‡‹–‡”Š‹ ‹•– †‹‡ ‹– ‘™‡” ‡”‹––‡Ž–‡ ƒš‹ƒŽ‡ ‡‹•–—‰•ƒ—ˆƒŠ‡ ‘Š‡ —Š‡•–”‘ „‡‹ ʹͲͲ œ ˆò” „‡‹†‡ Ǧ •¡–œ‡†ƒ”‰‡•–‡ŽŽ–Ǥ 



141

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Tabelle 4-12: Ressourcen – Fail-Safe/ Fail-Safe TMR (FPGA) Kritischer Pfad (ns) Fail-Safe Nach Synthese/ Mapping/

Fail-Safe TMR

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Platzierung& Routing Fläche Slices

ͳ

Slice-FFs

Ͳ

4-Input LUTs

ͳ

IOBs

Ͷ

Gate Count

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Spannungsversorgung 1,8 V

  











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142

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Tabelle 4-13: Ressourcen – Fail-Safe/ TMR-Fail-Safe (Standardzellen)  Kritischer Pfad (ps) Transistoren 2

Flächenverbrauch (λ ) Kapazität (pF)

 

Fail-Safe

Fail-Safe TMR

Unterschied (%)

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ͳͶͲšͳͲͲ

ͺͲͲ

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.1.5

143

Mikrocode mit eingebetteten Zeitvorgaben (Mikrocode Timing)22

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Verwandte Arbeiten

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144

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

145

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146

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Ž‹–…Š‡•—†ƒœƒ”†•„‡‰ò•–‹‰–™‹”†Ǥ

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.1.5.2

147

Mikrocode Timing

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148

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

„„‹Ž†—‰ͶǦ͵ͷœ‡‹‰–†‹‡ –‡‰”ƒ–‹‘˜‘‹”‘…‘†‡‹‹‰‹‡‹‡•—’‡”Ǧ •ƒŽƒ”‡ ‡”Ǥ ƒ „‡Ú–‹‰– ’”‘ —•ˆòŠ”—‰•‡‹Š‡‹– ‡‹‡ ›Ž‡œ¡ŠŽ‡”  —†‡‹‡‘’ƒ”ƒ–‘”Ǥ 



Abbildung 4-35: Integration von Mikrocode Timing ‡˜‘” †‹‡ —•ˆòŠ”—‰ „‡‰‹–ǡ ™‹”† †‡” ›Ž‡œ¡ŠŽ‡”  †‡” ƒ—•ˆòŠ”‡†‡ ‹Š‡‹–ȋ ŒǡŒ∈ȓͳǡǤǤǤǡȔȌ‹–—ŽŽ‹‹–‹ƒŽ‹•‹‡”–Ǥƒ„‡‹™‹”†ƒ‰‡‘‡ǡ†ƒ•• ‡‹ ‹”‘’”‘‰”ƒ ƒ—ˆ ‡‹‡” †‡†‹œ‹‡”–‡ —•ˆòŠ”—‰•‡‹Š‡‹– ȋ ŒȌ ƒ—•Ǧ ‰‡ˆòŠ”– —† ‹…Š– ƒ—ˆ ‡Š”‡”‡ ˜‡”–‡‹Ž– ™‹”†Ǥ †‡”‡ˆƒŽŽ• •‘ŽŽ–‡ Œ‡†‡” ‹”‘„‡ˆ‡ŠŽ‹–‡‹‡”‡‹–˜‘”‰ƒ„‡˜‡”•‡Š‡™‡”†‡Ǥ™‹”†‹Œ‡†‡ƒ–Ǧ œ›Ž—•‹”‡‡–‹‡”–Ǥ‡†‹‡œ—˜‘”‹†‡‘’ƒ”ƒ–‘”‰‡Žƒ†‡‡‡‹–Ǧ ˜‘”‰ƒ„‡ mcodeval=timingi ƒ—• †‡ ‹”‘…‘†‡ ‡””‡‹…Š– —† †‹‡ Œ‡™‡‹Ž‹‰‡ —•ˆòŠ”—‰•‡‹Š‡‹– †—”…Š ‹Š” Ǧ Žƒ‰ ƒœ‡‹‰–ǡ †ƒ•• •‹‡ †‹‡ —•ˆòŠ”—‰ ‘…Š‹…Š–„‡‡†‡–Šƒ–ǡ™‹”†‡‹ ‡ŠŽ‡”•‹‰ƒŽ‹•‹‡”–ȋȌǤ‡„‡‹†‡ ‡”–‡ ‰Ž‡‹…Š •‹† —† †‹‡ —•ˆòŠ”—‰•‡‹Š‡‹– ‹…Š– ‡Š” „‡•…Š¡ˆ–‹‰– ‹•–ǡ ™‹”† †‹‡ —•ˆòŠ”—‰ ƒŽ• ‘””‡– ȋȌ ƒ‰‡‘‡Ǥ ‡ ‡‹  †‡ ‡”– †‡• ¡ŠŽ‡”•  ˜‡”¡†‡”–ǡ ™‹”† †‹‡•‡” ˆ”òŠ‡” ‘†‡” •’¡–‡” ƒŽ• ‡”™ƒ”–‡–

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

149

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Abbildung 4-36: Signalisierung von Fehlern durch Mikrocode Timing 



150

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

”‡‹—•–¡†‡ͳǡʹ—†͵Ú‡ˆò”†‹‡†—”…Š‹”‘…‘†‡‹‹‰ò„‡”Ǧ ™ƒ…Š–‡—•ˆòŠ”—‰‹†‡–‹ˆ‹œ‹‡”–™‡”†‡ǣ •

S1 (Laden): ‡‹ ƒ†‡ ‡‹‡• ‹”‘…‘†‡• ‹ †‹‡ ‡–•’”‡…Š‡†‡ —•ˆòŠ”—‰•‡‹Š‡‹– FUj ™‹”† †‡” ›Ž‡œ¡ŠŽ‡”  ƒ—ˆ —ŽŽ ‰‡•‡–œ– ȋ……‘—–˜ƒŽαͲȌǤ ‹‡ ‹Š‡‹– •‡–œ– ‹Š” Ǧ Žƒ‰Ǥ ‡” ‡”‰Ž‡‹…Š‡”  ™‹”† ‹– †‡” ‡‹–˜‘”‰ƒ„‡ mcodeval ƒ—• †‡ ‹”‘…‘†‡ ‰‡Žƒ†‡Ǥ •…ŠŽ‹‡é‡†ˆ‹†‡–‡‹‡”ƒ•‹–‹‘‹—•–ƒ†ʹ•–ƒ––Ǥ

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S2 (Ausführung): ‡” ‡”– ccountval †‡• ›Ž‡œ¡ŠŽ‡”•  ™‹”† ‹”‡‡–‹‡”–Ǥ‹‡”„‡•–‡Š‡œ™‡‹ډŽ‹…Š‡‹–‡ǣ ⋅

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S3 (Stopp): ‹‡ ‹  Ǧ ™‡”†‡ ccountval —† mcodeval ˜‡”‰Ž‹…Š‡Ǥ‡‰‡ƒ—‡•‹‹‰ò„‡”†ƒ• Žƒ‰accurate‰‡•‡–œ–‹•–ǡ ™‹”† ‡‹ ‡ŠŽ‡” •‹‰ƒŽ‹•‹‡”–ǡ ™‡ „‡‹†‡ ‡”–‡ ˜‘‡‹ƒ†‡” ƒ„Ǧ ™‡‹…Š‡ǡ•‘•–™‡ccountval>mcodeval‹•–Ǥ

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Abbildung 4-37: Zustandsübergänge bei Mikrocode Timing

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.1.5.3

151

Theoretische Erkenntnisse

 †‹‡•‡ –‡”ƒ„•…Š‹–– ƒŠƒ† ‡‹‹‰‡” ƒŽŽ„‡‹•’‹‡Ž‡ ‰‡œ‡‹‰–ǡ ™‹‡ †‡” ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰•‰”ƒ†˜‘‹”‘…‘†‡‹‹‰„‡”‡…Š‡–—†ƒ„‰‡•…Š¡–œ– ™‡”†‡ ƒǤ ‡‹ ‫ ܯ‬ൌ ሺܵǡ ܺǡ ܻǡ ȭǡ ‫ܣ‬ሻ ‡‹ ͷǦ—’‡Žǡ †ƒ• ‡‹‡ ‡†Ž‹…Š‡ ’”‘„ƒ„‹Ž‹•–‹•…Š‡—•–ƒ†•ƒ—–‘ƒ–‡”‡’”¡•‡–‹‡”–Ǥǡǡ—†Σ•‹†‡†Ǧ Ž‹…Š‡ ‡‰‡ǡ ™‘„‡‹  †‹‡ ‡‰‡ †‡” —•–¡†‡ǡ ∈Ӑ †‹‡ ‡‰‡ †‡” ‹Ǧ ‰ƒ„‡ǡ ∈ӏ †‹‡ ‡‰‡ †‡” —•‰ƒ„‡ —† Σ∈ȓͲǡͳȔ †ƒ• ‹‰ƒ„‡Ǧ —† —•Ǧ ‰ƒ„‡ƒŽ’Šƒ„‡–‹•–Ǥ‡‹αȁȁ≥ͳǡ‹–†‹ȋȌᆋ‡”ƒ•‹–‹‘•ƒ–”‹šǡ†‹‡†‹‡ ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡ ‫݅׊‬ǡ ݆ ‫ א‬ሼͳǡ ǥ ǡ ܰሽǤ ‫ܣ‬௜௝ ‫ א‬ሾͲǡͳሿ ˆò” —•–ƒ†•ò„‡”‰¡‰‡ ‡–Š¡Ž–Ǥ ƒ„‡‹ ‰‹„– ’ƒŽ–‡ Œ †‡ –ƒ”–Ǧ †‹‡ ‡‹Ž‡ ‹ †‡ †œ—•–ƒ† †‡” Œ‡™‡‹Ž‹‰‡”ƒ•‹–‹‘ƒǤ‹‡‘„‡”‡¡Žˆ–‡†‡”ƒ–”‹š•‡‹ƒ„†‡”‹ƒ‰‘ƒŽ‡ ‹– —ŽŽ‡ ‰‡ˆòŽŽ– ȋ•’—”ȋȌαͲȌǤ • ‰‡Ž–‡ ‫ א ݆׊‬ሼͳǡ ǥ ǡ ܰሽǤ σே ௜ୀଵ ‫ܣ‬௜௝ ൌ ͳǤ Ž•

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152

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

einigungsknotenǤ ‹ Teilpfad ‹•– ‡‹‡ ‡‰‡ ˜‘ ‘–‡ ⊂ǡ †‹‡ †‹”‡– ò„‡””ƒ•‹–‹‘‡œ—‡””‡‹…Š‡•‹†ǡ™‘„‡‹†‡”‡”•–‡‘–‡ƒ—•‡‹‡”‡”Ǧ œ™‡‹‰—‰‡””‡‹…Š–™‹”†—††‡”Ž‡–œ–‡‘–‡‡‹‡”œ™‡‹‰—‰•Ǧ‘†‡”‡”Ǧ ‡‹‹‰—‰•‘–‡ ‹•–Ǥ ŽŽ‡ ƒ†‡”‡ ‘–‡ ƒ—ˆ †‡ ‡‹Ž’ˆƒ† •‹† ™‡†‡” ‡”œ™‡‹‰—‰•Ǧ ‘…Š ‡”‡‹‹‰—‰•‘–‡ ȋ‹Ǧ —† —•‰ƒ‰•‰”ƒ† ‡‹•ȌǤ  ƒ ƒ—…Š ƒŽ• œ‡‹–‰‡•–‡—‡”–‡” ȋtimedȌ —–‘ƒ–  ȏ͵ͲȐ †‡ˆ‹‹‡”– ™‡”†‡Ǥ ‡‹–‰‡•–‡—‡”–‡—–‘ƒ–‡˜‡”ˆò‰‡œ—•¡–œŽ‹…Šò„‡”ƒ–‰‡„‡”ȋŠ”‡ȌǤ‹– ‹Š‡‹•–†‹‡ƒŽ›•‡—†‡”‹ˆ‹ƒ–‹‘˜‘…Š–œ‡‹–•›•–‡‡Ú‰Ž‹…ŠǤƒ„‡‹ ‹”‘’”‘‰”ƒ‡ ‹– ‡”œ™‡‹‰—‰‡ ˜‡”•…Š‹‡†‡‡ ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡ †‡”‰‡‘‡‡ˆƒ†‡‘†‡ŽŽ‹‡”–™‡”†‡ò••‡—††‹‡ƒ†‡ƒ–‡ ‡‹œ—–”ƒ‰‡†‡‡‹–‹ˆ‘”ƒ–‹‘ȋguardȌ‹‡”Ϊͳ‹‡”‰Ž‡‹…Šœ—˜‘”Š‡”Ǧ ‰‡Š‡†‡—•–ƒ†‹•–ǡ„Ž‡‹„‡™‹”†‡”‹ˆƒ…ŠŠ‡‹–ŠƒŽ„‡”„‡‹†‡”‡ˆ‹‹–‹‘ ‡‹‡•‡†Ž‹…Š‡—–‘ƒ–‡Ǥ•‰‹Ž–†‹‡ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–œ—‡”‹––‡Žǡ†ƒ•• †—”…Š”‡‹–‡•—…Š‡‡‹†‡—–‹‰—‡”‹‡”–‡‘–‡„‹¡”‡”‘†‹‡”—‰‡‹‡• —•–ƒ†•ƒ—–‘ƒ–‡• †‹‡ ‰Ž‡‹…Š‡ –ˆ‡”—‰ ‹ ‘–‡ ‹ ˜‡”•…Š‹‡†‡‡ ˆƒ†‡ †‡• ‹”‘’”‘‰”ƒ• œ— †‘–‡ ƒ—ˆ™‡‹•‡ǡ †ƒ †‹‡•‡ ‡ŠŽ‡” †—”…Š‹”‘…‘†‡‹‹‰‹…Š–‡–†‡…–™‡”†‡ǡˆƒŽŽ•†‹‡ƒ‹‰Ǧ‹•–ƒœ †‹‡•‡”‘–‡‰Ž‡‹…Š‡‹•‹•–Ǥ‹‡—‡”‹‡”—‰†‡”‘–‡†‡•—•–ƒ†•Ǧ ƒ—–‘ƒ–‡ ‹– ”‡‹–‡•—…Š‡ ™—”†‡ †—”…Š‰‡ˆòŠ”–ǡ — Ú‰Ž‹…Š•– Ž‡‹‡ ƒ‹‰Ǧ‹•–ƒœ‡ ‹ ˜‡”•…Š‹‡†‡‡ ˆƒ†‡ ˆò” †‹‡ ƒŽŽ„‡‹•’‹‡Ž‡ œ— ‡”Ǧ ŠƒŽ–‡Ǥ ò”†‹‡‡”‡…Š—‰‡–”‡ˆˆ‡™‹”†‹‡ˆ‘Ž‰‡†‡ƒŠ‡ǣ •

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153

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

•

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 Fehlerüberdeckung im besten Fall ‹‡ ’‡”ˆ‡–‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰ ™‹”† „‡‹ ‡‹‡ •–”‹– •‡“—‡œ‹‡ŽŽ‡ ‹”‘’”‘‰”ƒ ‡””‡‹…Š–ǡ †ƒ Œ‡†‡” ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ–‡ —•–ƒ†•ò„‡”‰ƒ‰ ‹ ‡‹‡ —•–ƒ†‹–‰”Ú釔‡‘†‡”Ž‡‹‡”‡„•–ƒ†œ—†‘–‡”‡•—Ž–‹‡”–Ǥ Fallbeispiel 1: Mikroprogramm mit gleich langen Teilpfaden ‹”„‡–”ƒ…Š–‡‡‹‹”‘’”‘‰”ƒƒ—•‘–‡‹–‡‹‡‡”œ™‡‹‰—‰•Ǧ ‘–‡ǡ ‡‹‡ ‡”‡‹‹‰—‰•‘–‡ —† œ™‡‹ ‰Ž‡‹…Š Žƒ‰‡ ‡‹Ž’ˆƒ†‡ „‹• œ— †œ—•–ƒ†Ǥ ‹‡ œƒŠŽ †‡” ƒ–‡  ‡”‰‹„– •‹…Š —–‡” ‡”ò…Ǧ •‹…Š–‹‰—‰ †‡• ‡ŠŽ‡”‘†‡ŽŽ• ƒ—• „•…Š‹–– ʹǤʹǤ͵Ǥͷ œ— ‫ ܭ‬ൌ ʹܰ െ ʹǤ ƒ‹– ‡”‰‹„– •‹…Š †‹‡ ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–ǡ †ƒ•• ‡‹ ‡ŠŽ‡” ƒ—ˆ ‡‹‡” ˆ‡•– ˜‘”Ǧ ଵ

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154

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

„„‹Ž†—‰ ͶǦ͵ͺ œ‡‹‰– †‹‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰ ȋ1-Pneǡ ›Ǧ…Š•‡Ȍ ò„‡” †‡” Ǧ œƒŠŽ†‡”‘–‡ȋšǦ…Š•‡ȌǤ 1

Fehlerüberdeckung

0,99 0,98 0,97 0,96 0,95 0,94 0,93 0,92 0,91 2

4

6

8

10

12

14

16

18

Knoten N Abbildung 4-38: Fehlerüberdeckung von Mikrocode Timing (Beispiel 1) ‡‹ —‡”‹‡”—‰ †‡• ˆƒ‰•‘–‡• ‹– ȋͲȌʹ —† „‹¡”‡” —‡”‹‡”—‰ †—”…Š ”‡‹–‡•—…Š‡ ™‹”† ‡‹‡ ’‡”ˆ‡–‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰ ‡””‡‹…Š–Ǥ‹‡—‡”‹‡”—‰†‡”‘–‡Šƒ–‰”‘釐‹ˆŽ—••ƒ—ˆ†‹‡ ‡ŠŽ‡”Ǧ ò„‡”†‡…—‰ǡ‘Š‡†ƒ••†‹‡‘†‹‡”—‰‰‡¡†‡”–™‡”†‡—••Ǥ



155

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Fallbeispiel 2: Fehlerüberdeckung im Extremfall ‹” „‡”‡…Š‡ †‹‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰ ˆò” ‡‹ —” ƒ—• ‡”œ™‡‹‰—‰‡ „‡Ǧ •–‡Š‡†‡• ‹”‘’”‘‰”ƒ —† ‰Ž‡‹…Š Žƒ‰‡ ‡‹Ž’ˆƒ†‡ǡ ƒŽ•‘ ‡‹‡ „ƒŽƒ…‹‡”–‡„‹¡”‡ƒ—Ǥ‡”Ž‡–œ–‡‘–‡‹•–‡‹‡”‡‹‹‰—‰•‘–‡ǡ‹ †‡ƒŽŽ‡”ƒ•‹–‹‘‡†‡”˜‘”Š‡”‰‡Š‡†‡„‡‡†‡•ƒ—•ˆòŠ”‡Ǥ‡ ≥ͳ †‹‡ ‹‡ˆ‡ †‡• ƒ—• ƒ‰‹„–ǡ „‡–”¡‰– †‹‡ œƒŠŽ †‡” ƒ–‡ ‫ ܭ‬ൌ ʹ ȉ ሺʹ்ାଵ െ ͳሻ—††‹‡†‡”‘–‡ȋ≥ͶȌܰ ൌ ʹ்ାଵ Ǥ‹‡ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–ǡ†ƒ•• ଵ

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156

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Fehlerüberdeckung

1

0,95

0,9 4

8

16

32

64

128 256 512 1024 2048 4096

Knoten N

Abbildung 4-39: Fehlerüberdeckung von Mikrocode Timing (Beispiel 2)

Fallbeispiel 3: Fehlerüberdeckung für ein komplexes Mikroprogramm ‹ ‡‹•’‹‡Ž ˆò” †‡ ‘–‡‰”ƒ’Š ‡‹‡• ‘’Ž‡š‡ ‹”‘’”‘‰”ƒ• ‹– ˜‡”•…Š‹‡†‡ Žƒ‰‡ —† ‹– —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡ ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡ ‡”Ǧ ”‡‹…Š„ƒ”‡ ‡‹Ž’ˆƒ†‡ ‹•– ‹ „„‹Ž†—‰ ͶǦͶͲ ‰‡‰‡„‡Ǥ ‹œ‡Ž‡ ‘–‡ •–‡ŽŽ‡ ‹”‘„‡ˆ‡ŠŽ‡ †ƒ”Ǥ ‹‡ —•–¡†‡ •‹† „‹¡” —‡”‹‡”–Ǥ ‡‹ ݉ ‫ א‬Գ †‹‡ œƒŠŽ ’ƒƒ”™‡‹•‡ ˜‡”•…Š‹‡†‡‡” ˆƒ†‡ ‹ ”ƒ’Š‡Ǥ ‹‡ ‡‰‡ „αȓ„ͳǡǥǡ„‹ǡǥǡ„Ȕǡ ݅ ‫ א‬Գǡ ͳd‹d „‡•–‡Š– ƒ—• †‡ ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡ǡ †ƒ••‡‹„‡•–‹–‡”ˆƒ†‰‡‘‡™‹”†ǡ†‹‡‡‰‡’–αȓ’ͳǡ’ʹǡǥȔƒ—•†‡ ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡ǡ †ƒ•• ‡‹ „‡†‹‰–‡• ’”—‰œ‹‡Ž ƒ ‡‹‡ ‡”Ǧ œ™‡‹‰—‰•‘–‡‰‡‘‡™‹”†Ǥ



157

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung



Abbildung 4-40: Knotengraph eines komplexen Mikroprogramms αͳ͵ ‹•– †‹‡ œƒŠŽ †‡” ‘–‡ ‹ ”ƒ’Š‡Ǥ ‹” •…Š¡–œ‡ †‹‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”Ǧ †‡…—‰ ƒ„ǡ ‹†‡ ™‹” ƒŽŽ‡‹ ˆƒ†™ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡ —† †‹‡ ‘†‹‡”—‰ ƒ—ˆ„‡•–‹–‡‹‡ˆ‡„‡–”ƒ…Š–‡Ǥ‡‹κŒ †‹‡œƒŠŽ†‡”‘–‡‹–„•–ƒ† Œ ȋœƒŠŽ †‡” ”ƒ•‹–‹‘‡Ȍ œ— †‘–‡Ǥ ƒ ‰‹Ž– κͳαʹǡ κʹα͵ǡ κ͵αʹǡ κͶαʹǡ κͷαͳǤ ƒ —” o„‡”‰¡‰‡ œ— ˜‘‡‹ƒ†‡” ˜‡”•…Š‹‡†‡‡ ‘–‡ œ— ‡ŠŽ‡”ˆòŠ”‡ǡ‡”‰‹„–•‹…Šκͳαͳǡκʹαʹǡκ͵αͳǡκͶαͳǡκͷαͲǤ 



158

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

‹” „‡”‡…Š‡ †‹‡ o„‡”‰ƒ‰•™ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡ ˆò” —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡ ‹‡ˆ‡Ǥ—ˆ‹‡ˆ‡œ™‡‹ȋκʹȌˆòŠ”–‡‹ ‡ŠŽ‡”œ—‡‹‡o„‡”‰ƒ‰˜‘—•–ƒ† ȋͳͲͳͲȌʹ ‹ ȋͳͲͲͲȌʹǡ ˜‘ ȋͳͲͲͲȌʹ ‹ ȋͳͲͳͲȌʹ —† ȋͳͲͲͳȌʹ —† ˜‘ —•–ƒ† ȋͳͲͲͳȌʹ‹ȋͳͲͲͲȌʹǤ ƒ‹•–†‡”–‡‹Ž‹…Š–‡–†‡…–‡” ‡ŠŽ‡”ǣ 

κ1 = κ 3 = κ 4 : {0} —† °­

½ 1 2 1 p1 , (1 − p1 ) p 2 , (1 − p1 )(1 − p 2 ) °¾ Ǥ ª« log 2 N º» ª« log 2 N º» °¯ ª« log 2 N º» °¿

κ2 :ο = ®

 —ˆ‰”—† —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡” ˆƒ†™ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡ ƒ †‹‡ ‹‹Ǧ —† ƒš‹ƒŽ‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰„‡”‡…Š‡–™‡”†‡Ǥ‹‡‹‹ƒŽ‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”Ǧ †‡…—‰ ‡”‰‹„– •‹…Š œ—ǣ ͳǦƒšȋοȌǡ †‹‡ ƒš‹ƒŽ‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰ œ—ǣ ͳǦ ‹ȋοȌǤ „„‹Ž†—‰ ͶǦͶͳƒ —† „ œ‡‹‰‡ †‹‡ ‹‹ƒŽ‡ —† ƒš‹ƒŽ‡ ‡ŠŽ‡”Ǧ ò„‡”†‡…—‰ˆò” †ƒ• ‡‹•’‹‡Ž ƒ—• „„‹Ž†—‰ ͶǦͶͲ ‹ „Š¡‰‹‰‡‹– ˜‘ †‡ ˆƒ†™ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡’ͳ—†’ʹǤ

 a) Minimale Fehlerüberdeckung

 b) Maximale Fehlerüberdeckung

Abbildung 4-41: Fehlerüberdeckung von Mikrocode Timing (Beispiel 3)

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.1.5.4

159

Experimentelle Ergebnisse

—” ”‹––Ž—‰ †‡• ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰•‰”ƒ†‡• ˜‘ ‹”‘…‘†‡ ‹‹‰ ™—”†‡ ‡‹ ‹”‘’”‘‰”ƒǦ‘–”‘ŽŽˆŽ—•••‹—Žƒ–‘” ‹– †‡” ډŽ‹…Š‡‹– œ—” Œ‡–‹‘ –”ƒ•‹‡–‡” ‘–”‘ŽŽˆŽ—••ˆ‡ŠŽ‡” ‡–™‹…‡Ž–Ǥ ‹‡ ”…Š‹–‡–—”†ƒ–‡‹ ™‹”†„‡‹‹—Žƒ–‹‘•„‡‰‹‰‡Žƒ†‡Ǥ‹‡”•‹††‹‡œƒŠŽ—††‹‡‘•‹–‹‘‡ †‡” ‘–”‘ŽŽ„‹–•ǡ †‹‡ ”‡‹–‡ †‡• ‹”‘’”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡”•ǡ •‡‹‡ ‘•‹–‹‘ ‹ ‹”‘‹•–”—–‹‘•”‡‰‹•–‡”ǡ †‹‡ ‘†‹‡”—‰ †‡” Ž—••‹ˆ‘”ƒ–‹‘ǡ †‹‡ ”‡‹–‡ ‡‹‡•‹”‘„‡ˆ‡ŠŽ•—††‹‡ ”Ú釆‡•‹”‘…‘†‡Ǧ•ȋœƒŠŽ†‡”‹”‘Ǧ „‡ˆ‡ŠŽ‡Ȍˆ‡•–‰‡Ž‡‰–Ǥƒ…Š†‡ƒ†‡†‡””…Š‹–‡–—”†ƒ–‡‹Ú‡ˆò”†‹‡•‡ ”…Š‹–‡–—” ˜‘”‰‡•‡Š‡‡ ‹”‘’”‘‰”ƒ‡ ‡‹‰‡Ž‡•‡ —† ƒ—•‰‡ˆòŠ”– ™‡”†‡Ǥ ‹”‘’”‘‰”ƒ‡ Ú‡ †—”…Š †‡ ‹—Žƒ–‘” ‰‡‡”‹‡”– ‘†‡” ‹”‘’”‘‰”ƒ‡ †‡• ƒ †‡” ‡…Š‹•…Š‡ ‹˜‡”•‹–¡– ò…Š‡ ‡–Ǧ ™‹…‡Ž–‡‹”‘’”‘‰”ƒ‹‡”„ƒ”‡‡…Š‡”• ‹…ȏͷͷȐœ—•ƒ‡‹–‡‹‡” ‡–•’”‡…Š‡†‡ ”…Š‹–‡–—”†ƒ–‡‹ ‰‡Žƒ†‡ ™‡”†‡Ǥ ‹‡ œƒŠŽ ‡ˆˆ‡–‹˜‡” ȋ ‡ŠŽ‡”ǡ†‹‡‹‡”ŠƒŽ„†‡”—•ˆòŠ”—‰‡‹‡•‹”‘’”‘‰”ƒ•†‡‘–”‘ŽŽǦ ˆŽ—•• ƒ–‹˜ †—”…Š ‹’’‡ ˜‘ ‹–• ‹ ‹”‘’”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡” ‘†‡” ˜‘ ‘–”‘ŽŽ„‹–• ˜‡”¡†‡”Ȍǡ Žƒ–‡–‡” ȋ ‡ŠŽ‡”ǡ †‹‡ ‹‡”ŠƒŽ„ †‡” —•ˆòŠ”—‰ ‡‹‡•‹”‘’”‘‰”ƒ•‹…Š–‡ˆˆ‡–‹˜™‡”†‡ǡ†ƒ†‡”„‡–”‘ˆˆ‡‡‹”‘„‡ˆ‡ŠŽ ‹…Š– ƒ—•‰‡ˆòŠ”– ™‹”†Ȍ —† ò„‡”•…Š”‹‡„‡‡” ‡ŠŽ‡” ȋ ‡ŠŽ‡”ǡ †‹‡ †‹‡•‡Ž„‡ ‹–•–‡ŽŽ‡ ‹ ‹”‘…‘†‡Ǧ œ— —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡ ‡‹–‡ •‘ „‡‡‹ˆŽ—••–‡ǡ †ƒ•• ‡‹ ˆ‡ŠŽ‡”ˆ”‡‹‡” —•–ƒ† ’”‘†—œ‹‡”– ™‹”†Ȍ ™—”†‡ ‡š’‡”‹‡–‡ŽŽ ‡”Ǧ ‹––‡Ž–Ǥ „„‹Ž†—‰ ͶǦͶʹ œ‡‹‰– †‡ ’”‘œ‡–—ƒŽ‡ –‡‹Ž ò„‡”•…Š”‹‡„‡‡”ǡ Žƒ–‡–‡”—†‡ˆˆ‡–‹˜‡” ‡ŠŽ‡”ȋ›Ǧ…Š•‡ǡŽ‹‡ƒ”•ƒŽ‹‡”–Ȍƒ†‡” ‡•ƒ–ˆ‡ŠŽ‡”Ǧ ”ƒ–‡ǡ •‘™‹‡ †‹‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰ǡ ™‘„‡‹ †‹‡ ”‰‡„‹••‡ ƒ…Š †‡” ƒŠ”Ǧ •…Š‡‹Ž‹…Š‡‹– ‡‹‡• ’”—‰• ‹ ‹”‘’”‘‰”ƒ ȋšǦ…Š•‡ǡ ΦǡǥǡͳȀͳͻȌ ƒ„Ǧ •–‡‹‰‡† •‘”–‹‡”– •‹†Ǥ ‡” Ǧ‘†—• ™—”†‡ ƒŽ• —•ˆòŠ”—‰•ˆ‘” ˆ‡•–‰‡Ž‡‰–

160

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

—† ‡ŠŽ‡”™¡Š”‡††‡”ƒ—ˆœ‡‹–‹–‡‹‡”ƒ–‡˜‘λαͳͲǦʹ’”‘ƒ–‹†ƒ• ‹”‘’”‘‰”ƒ —† †‡ ‹”‘’”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡” †—”…Š ‹’’‡ ‡‹œ‡Ž‡”ǡ œ—ˆ¡ŽŽ‹‰‡” ‹–• ‹Œ‹œ‹‡”–Ǥ ‹‡ ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ ™—”†‡ •‘ Š‘…Š ‰‡•‡–œ–ǡ — †‹‡ š’‡”‹‡–‡ œ— „‡•…ŠŽ‡—‹‰‡ —† •–ƒ–‹•–‹•…Š ”‡Ž‡˜ƒ–‡ ”‰‡„‹••‡ œ— ‡”Ǧ ŠƒŽ–‡ǡ †ƒ †ƒ• ‡‘„ƒ…Š–—‰•‹–‡”˜ƒŽŽ †‹‡ —•ˆòŠ”—‰•Ž¡‰‡ ‡‹‡• ‹”‘Ǧ ’”‘‰”ƒ•„‡–”¡‰–Ǥ‹‡‡ˆ‡ŠŽ‡Œ‡†‡•‰‡‡”‹‡”–‡‹”‘’”‘‰”ƒ•™—”†‡ ͳͲ͸ ƒŽ ƒ—•‰‡ˆòŠ”– —† —•–¡†‡ ‹– ”‡‹–‡•—…Š‡ „‹¡” …‘†‹‡”–Ǥ  „Ǧ „‹Ž†—‰ͶǦͶʹ™‹”††‡—–Ž‹…Šǡ†ƒ••†‹‡ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–˜‘’”ò‰‡‡‹‡ ”‡Žƒ–‹˜Š‘Š‡‹ˆŽ—••ƒ—ˆ†‹‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰Šƒ–Ǥ



Abbildung 4-42: Fehlerarten, Fehlerüberdeckung (%)

161

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

ƒ ‡”‡– ‡‹‡ Ž‡‹‡ ƒ”‹ƒœ „‡‹ Žƒ–‡–‡ǡ ‡ˆˆ‡–‹˜‡ —† ò„‡”•…Š”‹‡„‡‡ ‡ŠŽ‡”Ǥ ƒ• ƒ”‹–Š‡–‹•…Š‡ ‹––‡Ž †‡• ’”‘œ‡–—ƒŽ‡ –‡‹Ž• Žƒ–‡–‡”ǡ‡ˆˆ‡–‹˜‡”—†ò„‡”•…Š”‹‡„‡‡” ‡ŠŽ‡”ƒ †‡” ‡•ƒ–ˆ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ ™—”†‡ ‡”‹––‡Ž–ǡ †‡” †—”…ŠǦ •…Š‹––Ž‹…Š‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰•‰”ƒ† „‡”‡…Š‡– —† †‹‡•‡ ‡”–‡ ‹ ƒ„‡ŽŽ‡ ͶǦͳͶ †ƒ”‰‡•–‡ŽŽ–Ǥ ƒ ‡ŠŽ‡” ‹ ‰‡•ƒ–‡ ‹”‘’”‘‰”ƒ ò„‡”Ǧ •…Š”‹‡„‡ ™‡”†‡ Ú‡ǡ ‹•– †‹‡ œƒŠŽ ò„‡”Ǧ

 Fehlerhafter einen

in

•…Š”‹‡„‡‡” ‡ŠŽ‡”‰”Ú釔ƒŽ•†‹‡œƒŠŽ‡ˆˆ‡–‹˜‡”

einem

‡ŠŽ‡”Ǥ‡”Š‘Š‡–‡‹ŽŽƒ–‡–‡” ‡ŠŽ‡”‡”‰‹„–•‹…Š

Übergang

Knoten

auf

längeren Teilpfad.

ƒ—• †‡” ò”œ‡ †‡• ‡‘„ƒ…Š–—‰•‹–‡”˜ƒŽŽ• ȋ†‹‡

—•ˆòŠ”—‰•œ‡‹– ‡‹‡• ‹”‘’”‘‰”ƒ•ȌǤ ‹”† †ƒ• ‡‘„ƒ…Š–—‰•‹–‡”˜ƒŽŽ ƒ—•‰‡†‡Š–ǡ‹–†‡”–‡‹ŽŽƒ–‡–‡” ‡ŠŽ‡”ƒ„—††ƒœ—’”‘’‘”–‹‘ƒŽ†‡” –‡‹Ž‡ˆˆ‡–‹˜‡” ‡ŠŽ‡”œ—Ǥ 

Tabelle 4-14: Mikrocode Timing – Fehlerüberdeckung (%)

Arithmetisches Mittel

Latent

Effektiv

Überschrieben

Fehlerüberdeckung

͸͸ǡͻΨ

ͳǡͺͳΨ

ͶǡͷʹΨ

ͻ͵ǡͻΨ

  †‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰•‰”ƒ† œ— ‡”ŠÚŠ‡ǡ ƒ ‹ ‡‹‡ ‹–  ˆ‡•–Ǧ ‰‡ŠƒŽ–‡™‡”†‡ǡ‘„‹†‡•–‡•‡‹’”—‰‹‹”‘’”‘‰”ƒ˜‘”Šƒ†‡ ‹•–Ǥ ¡Š”‡† †‡” —•ˆòŠ”—‰ †‡• Œ‡™‡‹Ž‹‰‡ ‹”‘’”‘‰”ƒ• ™‹”† ‹

162

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

‡‹‡‹–‘–‹‡”–ǡ‘„„‹•Š‡”‡‹’”—‰„‡ˆ‡ŠŽƒ—•‰‡ˆòŠ”–™—”†‡‘†‡”‹…Š–Ǥ ‡ ≠ „‡‹ †‡ †‡” —•ˆòŠ”—‰ǡ ‹•– ‡‹ ‡ŠŽ‡” ƒ—ˆ‰‡–”‡–‡Ǥ • Ú‡ •‘‹– ƒ—…Š ‡ŠŽ‡” ‡”ƒ– ™‡”†‡ǡ †‹‡ †‡ ‘‡–ƒ‡ —•–ƒ† ‹ ‡‹‡ Ž¡‰‡”‡ ‡‹Ž’ˆƒ† ‹– ‰Ž‡‹…Š‡ „•–ƒ† œ— †‘–‡ ò„‡”ˆòŠ”‡ ȋ•Ǥ „„‹Ž†—‰”‡…Š–•ȌǤ†‹‡‡••‘—”…‡ƒˆ‘”†‡”—‰‡˜‘‹”‘…‘†‡‹‹‰ œ— ‡••‡ǡ ™—”†‡ †‹‡•‡• ‹  ‹’Ž‡‡–‹‡”–Ǥ ƒ„‡ŽŽ‡ ͶǦͳͷ œ‡‹‰– †‹‡ —•ƒ‡ˆƒ••—‰ †‡”  Ǧ‡••‘—”…‡ƒˆ‘”†‡”—‰‡Ǥ ò” †‹‡ ƒš‹ƒŽ‡ —•ˆòŠ”—‰•œ‡‹– Œ‡†‡• ‹”‘„‡ˆ‡ŠŽ•Ȁ Œ‡†‡• ‹”‘’”‘‰”ƒ• ™—”†‡ ͳ͸ ›Ž‡ƒ‰‡‘‡Ǥ‹‡•‡‹‹–‹‡”—‰‹•–”‡ƒŽ‹•–‹•…Šǡ†ƒ•…Š‡ŽŽ‡•—” ™‡‹‰‡ ›Ž‡ ˆò” †‹‡ ’‡”ƒ–‹‘•ƒ—•ˆòŠ”—‰ „‡Ú–‹‰‡Ǥ ”Ú釔‡ ‡”–‡ Ú‡ ‹– Ž‹‡ƒ”‡ Ž¡…Š‡œ—™ƒ…Š• ‹’Ž‡‡–‹‡”– ™‡”†‡ǡ †ƒ —” ‡‹‡ ‡‹Ž‡ ‹ ‹”‘…‘†‡ ƒ‰‡’ƒ••– ™‡”†‡ —••Ǥ ‹‡ ’Ž‡‡–‹‡”—‰ „‡œ‹‡Š– •‹…Šƒ—ˆ†‹‡”™‡‹–‡”—‰‡‹‡•‹”‘…‘†‡Ǧ‹–”ƒ‰•ǡ†ƒ˜‘˜‘”Š‡”‡‹‹…Š– ‰‡•ƒ‰–™‡”†‡ƒǡ™‹‡Žƒ‰‡‹œ‡Ž‡‹”‘’”‘‰”ƒ‡™‡”†‡Ǥ

Tabelle 4-15: Ressourcen – Mikrocode Timing (FPGA) Platzierung und Trassierung ͷǡ͹ʹͳ

Kritischer Pfad (ns)

Energieverbrauch (bei 200 MHz Takt)

Spannungsversorgung 1,8 V





ͺǡ͸͸

ͳͷǡͷͻ

Fläche Slices

ͳʹ

Slice-FFs

ͺ

4-Input LUTs

ʹʹ

IOBs

ͳʹ

Gate Count

ͳͻ͵

163

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

ƒ„‡ŽŽ‡ ͶǦͳ͸ œ‡‹‰– †‹‡ ‡••‘—”…‡ƒˆ‘”†‡”—‰‡ ˆò” ‹”‘…‘†‡ ‹‹‰ „‡‹–ƒ†ƒ”†œ‡ŽŽǦ–™—”ˆǤ

Tabelle 4-16: Ressourcen – Mikrocode Timing (Standardzellen) Platzierung und Trassierung Zähler

Logik

Kritischer Pfad (ps)

ͷʹ͵

ͷͲͺ

Transistoren

ͳͳͲ

ʹͲͶ

ʹͶͲšʹͲͲ

ͳ͹ͲšͳͷͲ

Ͳǡʹ

Ͳǡͳ

Flächenverbrauch (λ2) Kapazität (pF)

 ‹”‘…‘†‡ ‹‹‰ „‡‡‹ˆŽ—••– ‡‹‡•ˆƒŽŽ• †‹‡ ‡‹•–—‰ǡ †ƒ †‹‡ ›Ž‡œ¡ŠŽ‡” ‹ Œ‡†‡ ƒ– ’ƒ”ƒŽŽ‡Ž œ—” —•ˆòŠ”—‰ Š‘…Š ‰‡œ¡ŠŽ– ™‡”†‡Ǥ ‹‡ Ǧ ˆ‘”†‡”—‰‡ ƒ †‹‡ ‹–„”‡‹–‡ †‡• ›Ž‡œ¡ŠŽ‡”• •‹† ƒ—ˆ‰”—† †‡” Ž‹‹–‹‡”–‡—•ˆòŠ”—‰•œ‡‹–˜‘‹”‘„‡ˆ‡ŠŽ‡•‡Š”‰‡”‹‰Ǥ‡”¡ŠŽ‡”ƒ •‘ƒŽ•‘‘—’Ǧƒ„‡ŽŽ‡‹’Ž‡‡–‹‡”–™‡”†‡Ǥ 

164

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.2 Dynamische Mechanismen 4.2.1

Dynamischer Befehlshole-Algorithmus25

 ŽŽ‰‡‡‹‡ ˜‡”•‘”‰– †‹‡ ‡ˆ‡ŠŽ•Š‘Ž‡Ǧ‹Š‡‹– Œ‡†‡ ”‘œ‡••‘” ‹– ‡‹‡Ȁ ‡Š”‡”‡ ‡ˆ‡ŠŽ••–”ڏ‡Ǥ ‡” Š‹‡” ˜‘”‰‡•–‡ŽŽ–‡ †›ƒ‹•…Š‡ ‡ˆ‡ŠŽ•Š‘Ž‡ǦŽ‰‘”‹–Š—•‡”ˆòŽŽ–†”‡‹ƒ—’–œ‹‡Ž‡ǣ ͳǤ

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4.2.1.1

Verwandte Arbeiten

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

165

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166

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Tabelle 4-17: Befehlshole-Strategien für SMT-Prozessoren

Strategie 





 

Beschreibung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

167

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168

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Tabelle 4-18: Konfiguration des Befehlshole-Algorithmus

F

S

T

Beschreibung





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Abschnitt

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169

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Einfädiger Betrieb (1T)

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170

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Tabelle 4-19: Zuordnung Modus - Fehlertoleranzmechanismen

FT-Mechanismus

S=0:T=0 Name

1T

Modus (F=1) S=0:T=1 S=1:T=0 AR2T

FE

Abschnitt

Literatur

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RM2T

S=1:T=1 UM2T



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Temporärer Speicher ”‰‡„‹•Ǧ ™‡‹–‡”Ž‡‹–—‰ʹ͸ ͶǤͳǤͳ

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.2.1.3

171

Unabhängiges Multithreading zweier Threads (UM2T)

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4.2.1.4

Alternierend-redundante Ausführung (AR2T)

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172 4.2.1.5

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Redundant-simultanes Multithreading (RM2T)

‡‹ ”‡†—†ƒ–‡ —Ž–‹–Š”‡ƒ†‹‰ ȏͳͶͷȐ ȋȌ ™‡”†‡ ™‹‡ „‡‹ ʹ †‹‡Ǧ •‡Ž„‡‡ˆ‡ŠŽ‡†—”…Š—–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡Š”‡ƒ†•ƒ—•‰‡ˆòŠ”–Ǥ  ‡‰‡•ƒ–œœ— ʹ‹•–‰”‘„‰”ƒ—ŽÚ•‡•—Ž–‹–Š”‡ƒ†‹‰ƒ–‹˜‹‡”–Ǥ‡‹†‡Š”‡ƒ†•™‹”†™‹‡ „‡‹ʹˆ‡•–†‹‡‘ŽŽ‡†‡•ˆòŠ”‡†‡ȋleadingȌ‘†‡”†‡•”‡†—†ƒ–‡ǡƒ…ŠǦ Žƒ—ˆ‡†‡ ȋtrailingȌ Š”‡ƒ†• œ—‰‡™‹‡•‡Ǥ —…Š Š‹‡” †‹‡– †‡” ‹ „•…Š‹–– ͶǤͳǤͳ˜‘”‰‡•–‡ŽŽ–‡–‡’‘”¡”‡’‡‹…Š‡”†‡”‘—‹ƒ–‹‘˜‘”‰‡„‹••‡ œ™‹•…Š‡ †‡ Š”‡ƒ†•Ǥ –‡” ‹ŠƒŽ–—‰ †‡” œ‡‹–Ž‹…Š‡ „Š¡‰‹‰‡‹– ™‹”† ‡‹‡‡•…ŠŽ‡—‹‰—‰‹†‡”—•ˆòŠ”—‰†‡•”‡†—†ƒ–‡—††‡•ˆòŠ”‡†‡ Š”‡ƒ†•‡””‡‹…Š–Ǥ  ‘—••–‡Š–†ƒ„‡‹‹…Š–†ƒ•‡”ˆƒŠ”‡ˆò”†‹‡‡‹–‡”Ǧ Ž‡‹–—‰ǡ†ƒ†‹‡•‡•„‡”‡‹–•ƒ—•ˆòŠ”Ž‹…Š‹†‡”‹–‡”ƒ–—”†‹•—–‹‡”–—†—–‡”Ǧ •—…Š– ™—”†‡ǡ •‘†‡” †‹‡ †‹‡•‡• ‡”ˆƒŠ”‡ —–‡”•–ò–œ‡†‡ ƒ–‡Ǧ •–”—–—”‡Ǥʹ™‹”††—”…Š αͳǡαͳǡαͳƒ–‹˜‹‡”–Ǥ

4.2.1.6

Schilderung des Befehlshole-Algorithmus

„„‹Ž†—‰ ͶǦͶ͵ œ‡‹‰– †ƒ• Ž—••†‹ƒ‰”ƒ †‡• †›ƒ‹•…Š‡ ‡ˆ‡ŠŽ•Š‘Ž‡Ǧ Ž‰‘”‹–Š—• ȋȌǤ  ŽŽ‰‡‡‹‡ •‹† Š‡—–‹‰‡ ”‘œ‡••‘”‡ †‡” ‹Ǧ ˆƒ…ŠŠ‡‹– ŠƒŽ„‡” ‹…Š– †ƒˆò” ƒ—•‰‡Ž‡‰–ǡ ‰Ž‡‹…Šœ‡‹–‹‰ ‡Š”‡”‡ ‡ˆ‡ŠŽ‡ —–‡”Ǧ •…Š‹‡†Ž‹…Š‡” Š”‡ƒ†• œ— Š‘Ž‡ǡ †ƒ †‹‡•‡ †ƒ ‹‡”ŠƒŽ„ ‡‹‡” ƒ…Š‡œ‡‹Ž‡ ‰‡•‘†‡”– ‰‡‡œ‡‹…Š‡– ™‡”†‡ ò••–‡ ȏ͹ͷȐǤ ‹‡ ƒ…Š‡œ‡‹Ž‡ ™‹”† ‹‡” ‡‹‡ Š”‡ƒ† œ—‰‡‘”†‡–Ǥ Ž‡‹…Šœ‡‹–‹‰‡‹– ™‹”† †‡‡•– †‡” ‹’‡Ǧ Ž‹‡ †—”…Š ‡‹‡ ŠÚŠ‡”‡ ƒ†„”‡‹–‡ ȋ—ǤƒǤ ŠÚŠ‡”‡” —•–ƒ–ǡ ‡Š”‡”‡ —† „”‡‹–‡”‡ —••‡ǡ ‡‹‡ ˜‡”„‡••‡”–‡ ‡ˆ‡ŠŽ•…ƒ…Š‡ǡ œǤǤ †‡ ”ƒ…‡ ƒ…Š‡ ȏͳ͹ͳȐȌ•—‰‰‡”‹‡”–Ǥ—•„„‹Ž†—‰ͶǦͶ͵‹•–‡”•‹…Š–Ž‹…Šǡ†ƒ••‰‡ƒ—‡‹Š”‡ƒ† œ—‡‹‡”‡‹–’‡‹…Š‡”œ—‰”‹ˆˆ‡†—”…ŠˆòŠ”‡ƒȋ̴̴ȋƒȌǡƒ‹•–†‡” ‘‡–ƒ ƒ–‹˜‡ Š”‡ƒ†ȌǤ ƒ œ™‡‹ †”‡••„—••‡ ‡š‹•–‹‡”‡ ȋ‡ˆ‡ŠŽ‡ǣ

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

173

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Abbildung 4-43: Dynamischer Befehlshole-Algorithmus —”…Š†ƒ•‹„•…Š‹––ͶǤʹǤʹ‰‡•…Š‹Ž†‡”–‡History Voting™‹”††ƒ•‡”–”ƒ—‡ γͳ —† γʹ ‹„‡‹†‡Š”‡ƒ†•„‡•–‹–Ǥ •–γͳ ‘†‡”γʹ Ž‡‹‡”‰Ž‡‹…Š’–‘†‡”™‹”† ‡‹ ‹–‡”‡” ȋ  Ȍ ‘†‡” ‡š–‡”‡” ‡ŠŽ‡” ȋ Ȍ •‹‰ƒŽ‹•‹‡”–ǡ ™‹”† ‹ †‡ ƒ‹ŽǦƒˆ‡ ‘†—• ò„‡”‰‡‰ƒ‰‡ǡ ƒ†‡”‡ˆƒŽŽ• ‰‡’”òˆ–ǡ ‘„ †ƒ• ‡”–”ƒ—‡ Ž‡‹‡” ‘†‡” ‰Ž‡‹…Š †‡ ‡”– ρ ‹•–Ǥ  †‹‡•‡ ƒŽŽ ™‹”† œ‡‹–Ž‹…Š ‡‰ ‰‡‘’’‡Ž–‡• ȋʹȌǡ •‘•– œ‡‹–Ž‹…Š Ž‘•‡ ‰‡‘’’‡Ž–‡• —Ž–‹–Š”‡ƒ†‹‰ ȋʹȌ ƒ–‹˜‹‡”–Ǥ  „•…Š‹–– ͶǤͳǤͶ ™—”†‡ ‰‡œ‡‹‰–ǡ †ƒ•• †‹‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”Ǧ †‡…—‰—††‹‡‘ƒŽ‹•‹‡”—‰•‰‡ƒ—‹‰‡‹–†‡””òˆ•—‡„‡”‡…Š—‰„‡‹ ʹ ‹ ‡”‰Ž‡‹…Š œ— ʹ „‡•‘†‡”• Š‘…Š •‹†Ǥ ‹– †‡” —•™ƒŠŽ ˜‘ ʹƒŽ•–”ƒ–‡‰‹‡™‹”†‡‹‡’‡”ˆ‡–‡ ‡ŠŽ‡”ò„‡”†‡…—‰—†‘ƒŽ‹•‹‡”—‰ ‡””‡‹…Š–Ǥ ‡‹ ʹ •‹† †‹‡•‡ ‡‰”Ú釐 ƒ„Š¡‰‹‰ ˜‘ †‡” ƒŠ”•…Š‡‹Ǧ

174

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Ž‹…Š‡‹– ‡‹‡• ‘–‡š–™‡…Š•‡Ž•Ǥ  „•…Š‹–– ͶǤʹǤͳǤ͹ ™‹”† †—”…Š –‡”Ǧ •—…Š—‰ †‡• òŽŽ•–ƒ†• †‡” ‡ˆ‡ŠŽ••–”‘’—ˆˆ‡” ‰‡œ‡‹‰–ǡ †ƒ•• †‹‡ ‡‹•–—‰ „‡‹ʹƒ„‹–ǡ†ƒ†‹‡†‹‡•‡—”‘…Š™‡‹‰‡‡ˆ‡ŠŽ‡‡–ŠƒŽ–‡Ǥ †‡‘†‹ʹ—†ʹ‰‹„–‡•œ™‡‹ډŽ‹…Š‡‹–‡ˆò”‡‹‡‘–‡š–Ǧ ™‡…Š•‡Žǣ ͳǤ

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Experimentelle Ergebnisse

„„‹Ž†—‰ ͶǦͶͶ œ‡‹‰– †‡ ƒ—• ‡‹‡” ‘ˆ–™ƒ”‡•‹—Žƒ–‹‘ ‰‡™‘‡‡ „Ǧ •–ƒ† ‹ ‡ˆ‡ŠŽ‡ ȋSlack, ”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡”Ǧ‹ˆˆ‡”‡œȌ ˜‘ ˆòŠ”‡†‡ ȋŠ”‡ƒ† ͳȌ œ— ƒ…ŠŽƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ† ȋŠ”‡ƒ† ʹȌ —–‡” ™‡†—‰ †‡• Ž‰‘”‹–Š—• ƒ—• „„‹Ž†—‰ ͶǦͶ͵Ǥ —ˆ †‡” Ž‘‰ƒ”‹–Š‹•…Š •ƒŽ‹‡”–‡ ›Ǧ…Š•‡ ‹•– †‹‡ ”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡”Ǧ‹ˆˆ‡”‡œ †‡” Š”‡ƒ†• ‹ ‘†—• ʹ ò„‡” †‹‡ ‡‹– ȋšǦ…Š•‡ǡ Ž‹‡ƒ” •ƒŽ‹‡”–Ȍ ƒ—ˆ‰‡–”ƒ‰‡Ǥ ƒ–‡œ‡ ˆò” ’‡‹…Š‡”œ—‰”‹ˆˆ‡ —† ˆò” †‹‡ ‡”‡…Š—‰ „‡†‹‰–‡” ’”—‰œ‹‡Ž‡ Ú‡ „‡Ž‹‡„‹‰ ‰‡™¡ŠŽ–

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

175

™‡”†‡Ǥ‹‡‹—Žƒ–‹‘•’ƒ”ƒ‡–‡”ˆò”„„‹Ž†—‰ͶǦͶͶ—†„„‹Ž†—‰ͶǦͶͷ œ‡‹‰–ƒ„‡ŽŽ‡ͶǦʹͲǤ

Tabelle 4-20: Parameter für die Software-Simulation Parameter ƒ—‡”‡”‡…Š—‰’”—‰œ‹‡Ž „‡†‹‰–‡”’”—‰ ƒ—‡”ƒ†‡ǦȀ’‡‹…Š‡”„‡ˆ‡ŠŽ ¡‰‡†‡•‡ˆ‡ŠŽ••–”‘’—ˆˆ‡”•ǡ ‹–”¡‰‡‹–‡’‘”¡”‡’‡‹…Š‡” —™‡‹•—‰•„ƒ†„”‡‹–‡ ‡ˆ‡ŠŽ••–”ڏ‡

Wert —”…Š•…Š‹––Ž‹…Šͷ›Ž‡ —”…Š•…Š‹––Ž‹…ŠͳͲ›Ž‡ ȋƒ…Š‡Ȍ ʹͲ‹–”¡‰‡ ƒš‹ƒŽœ™‡‹‡ˆ‡ŠŽ‡ —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡”Š”‡ƒ†• ›–Š‡–‹•…Šǡƒ”ƒ‡–‡”ƒ—• ƒ„‡ŽŽ‡ͶǦͳͳ

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176

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Programmzählerstand/ Differenz

100

10

1

Zeit



Abbildung 4-44: Abstand einzelner Threads in Befehlen (RM2T) ƒ ‡”‡– ƒ—• †‡” ”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡”Ǧ‹ˆˆ‡”‡œǡ †ƒ•• †‡” „•–ƒ† „‡‹†‡” Š”‡ƒ†• ‹ ‡ˆ‡ŠŽ‡ œ—‡‹ƒ†‡” ‹‡ ‡‹‡ „‡•–‹–‡ ‡”– ò„‡”•…Š”‡‹–‡–ǡ †ƒ†‹‡œƒŠŽ†‡”ˆ”‡‹‡‹–”¡‰‡‹–‡’‘”¡”‡’‡‹…Š‡”—††‡‡ˆ‡ŠŽ•Ǧ •–”‘’—ˆˆ‡”†‡„•–ƒ†„‡‰”‡œ–Ǥ „„‹Ž†—‰ ͶǦͶͷ œ‡‹‰– †‡ òŽŽ•–ƒ† †‡” ‡ˆ‡ŠŽ••–”‘’—ˆˆ‡” ˆò” „‡‹†‡ Š”‡ƒ†•ȋ‘†—•ʹǡ›Ǧ…Š•‡Ž‹‡ƒ”•ƒŽ‹‡”–Ȍò„‡”†‹‡‡‹–ȋ‹ƒ–‡ǡšǦ …Š•‡ǡ Ž‹‡ƒ” •ƒŽ‹‡”–Ȍ ƒŽ• ‹‹‡•–ƒ’‡ŽǤ ¡Š”‡† †‡• š’‡”‹‡–• ™—”†‡ ‡ŠŽ‡” ‹Œ‹œ‹‡”– —† †‹‡ ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ ˜ƒ”‹‹‡”–Ǥ ‹‡• ‡”Ž¡”– †ƒ• „ˆŽƒ…Š‡ †‡” òŽŽ•–¡†‡ƒ†‡†‡•š’‡”‹‡–•ǡ†ƒ†‹‡‡”ŠÚŠ–‡ ‡ŠŽ‡””ƒ–‡—††ƒ‹– †ƒ• ‰‡”‹‰‡”‡ ‡”–”ƒ—‡ ‹ †‹‡ Š”‡ƒ†• ‡‹‡ •…ŠƒŽ–—‰ ‹ †‡ ‘†—• ʹ „‡†‹‰–‡Ǥ ƒ •‹‡Š–ǡ †ƒ•• Š”‡ƒ† ͳ ˆ”òŠ‡” †‡ ƒš‹ƒŽ‡ òŽŽ•–ƒ† ‡””‡‹…Š–ǡ†ƒ†—”…Š‹Šƒ–‡œ‡ƒ„‰‡ˆƒ‰‡™‡”†‡Ǥ

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

177



Abbildung 4-45: Füllstand der Befehlsstrompuffer (RM2T) —” ”‹––Ž—‰ —† œ— ‡”‰Ž‡‹…Š †‡” ‡••‘—”…‡ƒˆ‘”†‡”—‰‡ †‡• ‡ˆ‡ŠŽ•Š‘Ž‡ǦŽ‰‘”‹–Š—• ‹–  ™—”†‡ „‡‹†‡ ‡”ˆƒŠ”‡ ˆò”  • —† –ƒ†ƒ”†œ‡ŽŽ‡ ‹’Ž‡‡–‹‡”–Ǥ ‡‹  ™—”†‡ ‡‹‡ ƒš‹ƒŽ‡ Ǧ œƒŠŽ˜‘˜‹‡”‡ˆ‡ŠŽ‡‹Œ‡†‡”–—ˆ‡ƒ‰‡‘‡ǡ†‹‡œƒŠŽ†‡”‡ˆ‡ŠŽ‡‹ ‡‹œ‡Ž‡ –—ˆ‡ ‰‡œ¡ŠŽ– —† †‡” ‡ˆ‡ŠŽ•Š‘Ž‡Ǧ–—ˆ‡ •‹‰ƒŽ‹•‹‡”–ǡ ‹ ™‡Ž…Š‡” –—ˆ‡‡Š”‡ˆ‡ŠŽ‡‡‹‡•Š”‡ƒ†•˜‘”Šƒ†‡•‹†Ǥ‹‡œƒŠŽ˜‘‡ˆ‡ŠŽ‡ ‹ ‡‹‡” –—ˆ‡ ™—”†‡ ƒ—ˆ ˜‹‡” „‡•…Š”¡–ǡ — †‹‡ ‹–„”‡‹–‡ †‡• ¡ŠŽ‡”• œ— Ž‹‹–‹‡”‡ —† ‡‹‡ —–‡”‡ ”‡œ‡ ˆò” †‹‡ Ž¡…Š‡ƒˆ‘”†‡”—‰ œ— „‡Ǧ ‘‡Ǥ • ‡”‰‡„‡ •‹…Š —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡ ’Ž‡‡–‹‡”—‰•ˆ‘”‡ ˆò”  ‹– –‡”•–ò–œ—‰ ˆò” ‡‹‡ „‹• †”‡‹ –—ˆ‡Ǥ Šƒ† ‡‹‡” ‘‘—’Ǧ ƒ„‡ŽŽ‡ ™‹”† ‡”‹––‡Ž–ǡ ™‡Ž…Š‡” Š”‡ƒ† ‡Š” ‡ˆ‡ŠŽ‡ ‹ †‡ Œ‡™‡‹Ž‹‰‡

178

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

–—ˆ‡ Š¡Ž– —† ™‡ Ú–‹‰ ‡‹ ‘–‡š–™‡…Š•‡Ž †—”…Š‰‡ˆòŠ”–Ǥ ‹‡ ŠÚŠ‡”‡ œƒŠŽ ƒ • †‡• †›ƒ‹•…Š‡ ‡”ˆƒŠ”‡• ”‡•—Ž–‹‡”– ƒ—• †‡” œƒŠŽ œ—Ǧ •¡–œŽ‹…Š‡” ‹•ǡ †ƒ ‡‹‡ ‡š–‡”‡ ‘ˆ‹‰—”ƒ–‹‘ †‡• Ž‰‘”‹–Š—• œ—‰‡Žƒ••‡ ™‹”†Ǥ‡””‹–‹•…Š‡ˆƒ†™—”†‡‡”‹––‡Ž–ǡ‹†‡†‹‡‡‹–˜‘ ‹–‹‹‡”‡‡‹‡• ‘–‡š–™‡…Š•‡Ž• „‹• œ— ‡…Š•‡Ž †‡• †‡ ƒ–‹˜‡ Š”‡ƒ† ƒœ‡‹‰‡†‡ ‹‰ƒŽ•‰‡‡••‡™—”†‡Ǥ„„‹Ž†—‰ͶǦͶ͸—†„„‹Ž†—‰ͶǦͶ͹œ‡‹‰‡†‹‡•‘ ‡”‹––‡Ž–‡‡••‘—”…‡ƒˆ‘”†‡”—‰‡ˆò”  •—†–ƒ†ƒ”†œ‡ŽŽ‡Ǥ 



Abbildung 4-46: Ressourcen – ICOUNT/ DBHA (FPGA) 



Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

179

‹‡ ’Ž‡‡–‹‡”—‰ †‡•  Ž‹‡‰– ™‡‹– —–‡” †‡ ‡••‘—”…‡Ǧ ƒˆ‘”†‡”—‰‡ˆò” Ǥ‡”ƒ—ˆˆ¡ŽŽ‹‰Š‘Š‡ Ž¡…Š‡„‡†ƒ”ˆ‡‹‡”‹’‡Ž‹‡Ǧ •–—ˆ‡„‡‹ „‡‰”ò†‡–•‹…Šƒ—•†‡”‡ƒŽ‹•‹‡”—‰†‡•œ™‡‹Ǧ‹–Ǧ¡ŠŽ‡”• ˆò”†‹‡œƒŠŽ†‡”‡ˆ‡ŠŽ‡‹‡”ŠƒŽ„‡‹‡”–—ˆ‡Ǥ‡Ž„•–†‹‡ˆò” —Ǧ –›’‹•…Š‡ ‡ƒŽ‹•‹‡”—‰ †‡” ‘‰‹ ˆò” ‡‹‡ –—ˆ‡ ‹•– Žƒ‰•ƒ‡” ƒŽ• †‡”  —†‹–™‡•‡–Ž‹…Š‡Š” Ž¡…Š‡‹•’”—…ŠǤ 



Abbildung 4-47: Ressourcen – ICOUNT/ DBHA (Standardzellen)   

180 4.2.1.8

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Theoretische Erkenntnisse

‹‡ —••ƒ‰‡ ò„‡” †‹‡ —•–ƒ†•™ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹– †‡•  ò„‡” †‹‡ ‰‡•ƒ–‡‡„‡•†ƒ—‡”‡‹‡•‡…Š‡•›•–‡•„‹•œ—””‡‹…Š‡†‡• ƒ‹ŽǦƒˆ‡ ‘†—•ǡ ‡”Š¡Ž– ƒ †—”…Š ‡‹‡ ‘†‡ŽŽ‹‡”—‰ †‡” Ú‰Ž‹…Š‡ —•–ƒ†•ò„‡”Ǧ ‰¡‰‡ ƒŽ• ‡†Ž‹…Š‡ǡ œ‡‹–†‹•”‡–‡ ƒ”‘˜Ǧ‡––‡ ‹– †‡ o„‡”‰ƒ‰•™ƒŠ”Ǧ •…Š‡‹Ž‹…Š‡‹–‡ λ‹ǡ ‹∈ȓͳǡǥǡͳͲȔǤ ‹‡ ‡ˆ‹‹–‹‘ ‡‹‡” •‘Ž…Š‡ ƒ”‘˜Ǧ‡––‡ ˆ‹†‡– •‹…Š ‹ ȏͳͲʹȐ —† ™‹”† †ƒŠ‡” ‹…Š– ‡š’Ž‹œ‹– ƒ—ˆ‰‡ˆòŠ”–Ǥ ‹‡ ‘†‡ŽŽ‹‡”—‰ †‡” —•–ƒ†•ò„‡”‰¡‰‡ †‡•  œ‡‹‰– „„‹Ž†—‰ ͶǦͶͺǤ  †‡ ‡‹œ‡Ž‡ —•–¡†‡ •‹† †‹‡ —•–ƒ†•—‡” ƒ—ˆ‰‡ˆòŠ”–ǡ †‹‡ †‡” ’ƒŽ–‡—‡” †‡• Œ‡™‡‹Ž‹‰‡ —•–ƒ†• ‹ †‡” o„‡”‰ƒ‰•ƒ–”‹š  ‡–Ǧ •’”‡…Š‡Ǥ



Abbildung 4-48: Markov-Kette - DBHA

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

181

‹‡ ‘–ƒ–‹‘ šǦ› ‹– š∈ȓʹǡ ʹǡ ʹȔ —† ›∈ȓͳǡ ʹȔ „‡†‡—–‡–ǣ ‘†—•š‹–ƒ–‹˜‡Š”‡ƒ†›Ǥ ‡ƒ…Š‘ˆ‹‰—”ƒ–‹‘ƒ†‹‡—•ˆòŠ”—‰ ‹ —–‡”•…Š‹‡†Ž‹…Š‡ ‘†‹„‡‰‘‡ ™‡”†‡ ȋŠ‡”˜‘”‰‡Š‘„‡‡ —•–¡†‡ ͳǡ ʹǡͶ—†͸ȌǤ‡‹–†‡…‡‡‹‡• ‡ŠŽ‡”•‹‘†—•ͳȋͳȌ—†ʹȋʹǡ͵Ȍ ™‹”† ‹– ƒ–‡ λͳ ‹ †‡ ‘†—• ʹ ȋͶȌ ò„‡”‰‡‰ƒ‰‡ǡ ‡‰ƒŽ ™‡Ž…Š‡” Š”‡ƒ†‰‡”ƒ†‡ƒ–‹˜‹•–Ǥ ‘†—•ʹȋʹȌ™‹”†‹–ƒ–‡λʹ˜‘Š”‡ƒ†ͳ œ— Š”‡ƒ† ʹǡ ƒ–‡ λ͵ ˜‘ Š”‡ƒ† ʹ œ— Š”‡ƒ† ͳ ò„‡”‰‡‰ƒ‰‡Ǥ  ‘†—• ʹ ™‹”† †‡” ‘–‡š– ‹– †‡” ƒ–‡ λͶǡ „œ™Ǥ λͷ ‰‡™‡…Š•‡Ž–Ǥ λ͸ •–‡ŽŽ– †‹‡ o„‡”‰ƒ‰•”ƒ–‡ ˜‘ Š”‡ƒ† ʹ ‹ ‘†—• ʹ ȋͷȌ œ— Š”‡ƒ† ͳ ‹ ‘†—• ʹ ȋ͸Ȍ †ƒ”ǡ †ƒ „‡‹ Š”‡ƒ†Ǧ”òˆ•—‡ƒŽòŽ ȋ•Ǥ „•…Š‹–– ͶǤͳǤͶȌ ‡‹ ‡”‰Ž‡‹…Š—”„‡‹ƒ–‹˜‡Š”‡ƒ†ʹ•–ƒ––ˆ‹†‡–Ǥ ‘†—•ʹ‹•–†‹‡–ƒ–Ǧ ˜‡”•‡–œ–‡—•ˆòŠ”—‰ƒ–‹˜Ǥ‹–ƒ–‡λ͹αͳȀʹ™‹”†œ™‹•…Š‡„‡‹†‡Š”‡ƒ†• ‰‡™‡…Š•‡Ž–Ǥ ȋ•‡Ž–‡‡Ȍ ƒŽŽǡ†ƒ•••‹…Š†ƒ•›•–‡‡”Š‘Ž–ǡ™‹”†‹–ƒ–‡λͻ ƒ—• †‡ —•–¡†‡ ȋ͸ǡ͹Ȍ †‡” —•–ƒ† ȋͶȌ ‡””‡‹…Š–Ǥ  ƒŽŽ ‡‹‡• ‹…Š–Ǧ –‘Ž‡”‹‡”„ƒ”‡ ‡ŠŽ‡”• ™‹”† ‹– ƒ–‡ λͺǡ „œ™Ǥ λͳͲ ƒ—• †‡ ‡”•–‡ ȋ͸Ȍ „œ™Ǥ œ™‡‹–‡ Š”‡ƒ† ȋ͹Ȍ ‹ ‘†—• ʹ ‹ †‡ ƒ‹ŽǦƒˆ‡ ‘†—• ȋͺȌ ò„‡”Ǧ ‰‡‰ƒ‰‡Ǥ ò”†‹‡ˆ‘Ž‰‡†‡‡”‡…Š—‰‡™—”†‡†‹‡‹ƒ„‡ŽŽ‡ͶǦʹͳƒǦ ‰‡‰‡„‡‡o„‡”‰ƒ‰•”ƒ–‡—†‡‹‡ ‡ŠŽ‡”„‡Š‡„—‰ƒ‰‡‘‡ǡ†ƒ‹– †‡”†œ—•–ƒ†‹–™‡‹‰‡”—•–ƒ†•–”ƒ•‹–‹‘‡‡””‡‹…Š–™‹”†Ǥ 

182

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Tabelle 4-21: Übergangsraten der Markov-Kette Variable

Rate

Bemerkung

λͳ

ͳȀͳͲ⋅ͳȀͳͲͷ

λʹ

ͳȀͳͲΪͳȀͷ

λ͵

ͲǡͳͳΪͲǡʹͳ

λͶ

ͳȀͳͲΪͳȀͷ

λͷ

ͳȀͳͲΪͳȀͷ

λ͸

͹ȀͳͲ⋅ͳȀͳͲ

λ͹

Φ

λͺ

ͻȀͳͲ⋅ͳȀͳͲ

λͻ

ͳȀͳͲͻ

λͳͲ

ͻȀͳͲ⋅ͳȀͳͲ

–†‡…‡‡‹‡• ‡ŠŽ‡”•‹†‡

Transition ȋͳȌǦȋʹȌ

‘†‹ͳǡʹ o„‡”‰ƒ‰•”ƒ–‡‘†—•ʹǡ

ȋʹȌǦȋ͵Ȍ

Š”‡ƒ†ͳǦʹ o„‡”‰ƒ‰•”ƒ–‡‘†—•ʹǡ

ȋ͵ȌǦȋʹȌ

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183

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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184

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

185

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Abbildung 4-49: Zustandswahrscheinlichkeit bei Startzustand 1T 

186

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung



Abbildung 4-50: Zustandswahrscheinlichkeit bei Startzustand UM2T-1T



Abbildung 4-51: Zustandswahrscheinlichkeit bei Startzustand RM2T-1T

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

187



Abbildung 4-52: Zustandswahrscheinlichkeit bei Startzustand AR2T-1T 

188 4.2.2

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

History Voting27

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189

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

4.2.2.1

Beobachtungen

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Abbildung 4-53: Anzahl von ein-Bit Speicherfehlern bei 193 Systemen 



190

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

191

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Verwandte Arbeiten

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192

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

193

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Diagnose und Vorhersage

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194

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Anpassung der Schwellwertean die Einsatzumgebung ŽŽ‡ ‰‡ƒ–‡ ”„‡‹–‡ —–œ‡ ˆ‡•–‡ ”‡œ‡ ‹ †‡” ‘” ˜‘ …Š™‡ŽŽǦ ™‡”–‡ œ—” Žƒ••‹ˆ‹œ‹‡”—‰ ‡‹œ‡Ž‡” ‡ŠŽ‡”ƒ”–‡Ǥ ‹‡•‡ ƒŠ‡ –”‹ˆˆ– Œ‡†‘…Š —” ƒ—ˆ ‰‡„—‰‡ œ—ǡ „‡‹ †‡‡ †‹‡ ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ ˜‘ ˜‘”Š‡”‡‹ „‡ƒ– ‹•–Ǥ —” ˆŽ‡š‹„Ž‡ Žƒ••‹ˆ‹œ‹‡”—‰ †‡” ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ ™‡”†‡ †”‡‹ …Š™‡ŽŽ™‡”–˜ƒ”‹ƒ„Ž‡ ‡‹‰‡ˆòŠ”–ǣ ϕιǡ ϕτ —† ϕπǤ ‹‡•‡ ”‡’”¡•‡–‹‡”‡ ‘„‡”‡

”‡œ‡ ˆò” †‹‡ ƒ–‡ ’‡”ƒ‡–‡” ȋϕπȌǡ ‹–‡”‹––‹‡”‡†‡” ȋϕιȌ —† –”ƒ•‹‡–‡” ‡ŠŽ‡” ȋϕτȌ —† ™‡”†‡ „‡‹ ›•–‡•–ƒ”– ƒ—ˆ ˜‘”‰‡‰‡„‡‡ ƒš‹ƒŽ™‡”–‡ †‡• œ— ‡”™ƒ”–‡†‡ ‡ŠŽ‡”•œ‡ƒ”‹‘• ‰‡•‡–œ–Ǥ ϕπ ™‹”† ƒ—• ‹…Š‡”Š‡‹–•‰”ò†‡ —† ƒ—• †‡ ‰‡ƒ…Š–‡ ‡‘„ƒ…Š–—‰‡ Š‡”ƒ—• ƒ—ˆ ‡‹‡ˆ‡•–‡‡”–‰‡•‡–œ–—†‹…Š–†›ƒ‹•…Šƒ‰‡’ƒ••–Ǥ ò”†‡…Š™‡ŽŽǦ ™‡”–‡…Šƒ‹•—• ™‹”† ‡‹ ¡ŠŽ‡” „‡Ú–‹‰–ǡ †‡” †‡ œ‡‹–Ž‹…Š‡ „•–ƒ† œ™‹•…Š‡ ‡ŠŽ‡” ‹••–Ǥ  ˆ‡ŠŽ‡”ˆ”‡‹‡ ƒŽŽ ™‹”† †‡” ¡ŠŽ‡” ’”‘ ƒ–

195

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Tabelle 4-22: Codierung der Fehlerraten

Codierung i(a,b)

Fehlerrate

Konsequenz

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γΪΪ

ͳ

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196

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Vorhersage, Berechnung des Vertrauens und der Qualität ‹‡ ™‡‹–‡”‡ ‡‘„ƒ…Š–—‰ ‹•–ǡ †ƒ•• ‡‹ ˆ‡ŠŽ‡”–‘Ž‡”ƒ–‡• ›•–‡ǡ †ƒ• •‡‹‡ ‡”‰ƒ‰‡Š‡‹– ‹…Š– ‡–ǡ ‡‹‡ —••ƒ‰‡ †ƒ”ò„‡” –”‡ˆˆ‡ ƒǡ ‘„ ‡‹ –”ƒ•‹‡–‡”‘†‡”‹–‡”‹––‹‡”‡†‡”ȋœǤǤ†—”…Š†‹‡Š¡—ˆ‹‰‡‡—–œ—‰‡‹‡” ’‡”ƒ‡–ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ–‡‘’‘‡–‡Ȍ ‡ŠŽ‡”ƒ—ˆ–”ƒ–—††ƒ‹–ƒ—…Š‡‹‡ ‘”Š‡”•ƒ‰‡†‹‡•‡” ‡ŠŽ‡”–”‡ˆˆ‡ƒǤƒ†‹‡‘‡–ƒ‡ ‡ŠŽ‡””ƒ–‡‹…Š–• ò„‡”†ƒ• ‡ŠŽ˜‡”ŠƒŽ–‡†‡•›•–‡•ò„‡”†‹‡‡‹–ƒ—••ƒ‰–ǡ™‹”††ƒ•…Š‡ƒ —‡‹‡’‡‹…Š‡”ȋ†‹‡HistorieȌ‡”™‡‹–‡”–ǡ†‡”†‹‡„‹•Š‡”†—”…Ši(a,b)‹–‡”Ǧ ’”‡–‹‡”–‡ ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ ˆ‡•–Š¡Ž–Ǥ ‡‹ ‡•–•–‡ŽŽ‡ ‡‹‡• ‡ŠŽ‡”• ™‹”† †‹‡ ‹ ƒ„‡ŽŽ‡ ͶǦʹʹ ƒ‰‡‰‡„‡‡ ‘†‹‡”—‰ ‹ †‹‡ ‹•–‘”‹‡ ‡‹‰‡–”ƒ‰‡Ǥ –‹– †‹‡•‡‹–†‡”˜‘”ƒ—•‰‡•ƒ‰–‡–™‹…Ž—‰†‡” ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ò„‡”‡‹ǡ™‹”††‹‡ —ƒŽ‹–¡–†‡”‘”Š‡”•ƒ‰‡η‡”ŠÚŠ–ǡ•‘•–†‡”‡‡–‹‡”–Ǥ ò”†‹‡‘”Š‡”•ƒ‰‡ Ú‡ —ǤƒǤ ‡—”‘ƒŽ‡ ‡–œ‡ ‘†‡” Ž‰‘”‹–Š‡ ˆò” †‹‡ ’”—‰˜‘”Š‡”•ƒ‰‡ ‡‹‰‡•‡–œ– ™‡”†‡Ǥ ‹‡•‡ ‡–Š‘†‡ •‹† ƒŽŽ‡”†‹‰• œ‡‹–Ž‹…Š —† •–”—–—”‡ŽŽ ƒ—ˆ™‡†‹‰Ǥ ƒŠ‡” ™‹”† ‡‹ ‡‹ˆƒ…Š‡” —•–‡”˜‡”‰Ž‡‹…Š ƒ…Š ƒ„‡ŽŽ‡ ͶǦʹ͵ ‡‹‰‡•‡–œ–Ǥ‹‡œ‡‹‰–†‹‡ƒ—•†‡”‹•–‘”‹‡˜‘”Š‡”‰‡•ƒ‰–‡ ‡ŠŽ‡””ƒ–‡—†‡‹‡ •›„‘Ž‹•…Š‡ƒ”•–‡ŽŽ—‰†‡” –™‹…Ž—‰ †‡” ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ ò„‡” †‹‡‡‹–Ǥ ò” ‡‹‡ œ‡‹–Ž‹…Š ‡ˆˆ‹œ‹‡–‡ ’Ž‡‡–‹‡”—‰ ™‹”† †‹‡ ‹•–‘”‹‡ „‡•…Š”¡–Ǥ ò” †‹‡ ‘”Š‡”•ƒ‰‡ ™‡”†‡ †”‡‹ ˜‘”Š‡”‰‡Š‡†‡ ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ ȋȏͳȐȏʹȐȏ͵ȐȌ „‡Ǧ ”ò…•‹…Š–‹‰–Ǥƒ„‡‹‰‹‰‡ƒ—…Š†‹‡‡‘„ƒ…Š–—‰‡ƒ—•Šƒ‰‡‹Ǥ 

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Tabelle 4-23: Historie und daraus vorhergesagte Fehlerrate H[1][2][3] Ͳ

Ͳ

Ͳ

Ͳ

Ͳ

ͳ

Ͳ

ͳ

Ͳ

Ͳ

ͳ

ͳ

ͳ

Ͳ

Ͳ

ͳ

Ͳ

ͳ

ͳ

ͳ

Ͳ

ͳ

ͳ

ͳ

Fehlerrate        

Vorhersage Ͳ Ͳ Ͳ ͳ Ͳ ͳ Ͳ ͳ

 ‹‡˜‡”™‡†‡–‡›„‘Ž‡•‹†‹ƒ„‡ŽŽ‡ͶǦʹͶœ—•ƒ‡‰‡ˆƒ••–Ǥ 

Tabelle 4-24: Verwendete Symbole (History Voting)

Symbol γ‹ ϕτ ϕι ϕπ η υ Δ‹ ȏ‹Ȑ ‡–”‹‡•

Beschreibung ‡”–”ƒ—‡‰‡‰‡ò„‡”Š”‡ƒ†‹ „‡”‡”…Š™‡ŽŽ™‡”–ǣ‘”ƒŽ‡ ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ ‹––Ž‡”‡”…Š™‡ŽŽ™‡”–ǣ‡”ŠÚŠ–‡ ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ –‡”‡”…Š™‡ŽŽ™‡”–ǣ –‡”’”‡–ƒ–‹‘‡‹‡•’‡”ƒ‡–‡ ‡ŠŽ‡”• —ƒŽ‹–¡–†‡”‘”Š‡”•ƒ‰‡ ‡ηευ‹•–ǡ™‹”††ƒ•‡”–”ƒ—‡ƒ‰‡’ƒ••–ǡ•‘•–‹…Š– ȋ—ƒŽ‹–¡–•Ǧ…Š™‡ŽŽ™‡”–Ȍ ‡”–†‡•›Ž‡œ¡ŠŽ‡”•„‡‹‹Ǧ–‡ ‡ŠŽ‡” ‹Ǧ–‡”‹–”ƒ‰‹†‡”‹•–‘”‹‡ ƒš‹ƒŽ‡œƒŠŽ†‡”‹–”¡‰‡‹†‡”‹•–‘”‹‡

”‡†‹…–‹‘ ‘”Š‡”•ƒ‰‡†‡” ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ƒ—•†‡”‹•–‘”‹‡ȋ•Ǥƒ„‡ŽŽ‡ͶǦʹ͵Ȍ ”‡†‹…–

—•–‡”˜‡”‰Ž‡‹…Šœ—”‘”Š‡”•ƒ‰‡†‡” ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ȋ•Ǥƒ„‡ŽŽ‡ͶǦʹ͵Ȍ

198

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

„„‹Ž†—‰ͶǦͷͷœ‡‹‰–†‡Ž‰‘”‹–Š—•œ—”‡”‡…Š—‰†‡•‡”–”ƒ—‡•ǡ†‡” ‘”Š‡”•ƒ‰‡ǡ †‡” —ƒŽ‹–¡– —† †‡” ‹ˆŽ—••ƒŠ‡ ƒ—ˆ †‡ ‡ˆ‡ŠŽ•Š‘Ž‡Ǧ Ž‰‘”‹–Š—•ˆò”‡‹‡Š”‡ƒ†Ǥ—• ”ò†‡†‡”o„‡”•‹…Š–Ž‹…Š‡‹–™‹”†—” †‹‡’ƒ••—‰†‡”…Š™‡ŽŽ™‡”–‡ƒ…Š—–‡‰‡œ‡‹‰–Ǥ

Prediction<=0

Prediction_Last<=Prediction

N

J

Fehler?

N

Prediction<= Predict(H[n,n-1,n-2])

Prediction_Last=H[n]?

J

J

Fail-Safe Modus

i

Fehlerrate in Historie eintragen Anpassung von

H[(n++)%entries]<=i(a,b)

J

INTFAULT||EXTFAULT

Vorhersage und Berechnung der Steigung

N

Qualität der letzten Vorhersage setzen

N

Qualität OK? Nein: Kein Einfluß auf Systemverhalten Ausnahme: permanenter Fehler

Anpassung des Vertrauens

i(a,b)=0: i(a,b)=1:

Anpassung der Schwellwerte J

i>( i-1>>1)|| i

(

i-1>>1)?

N

J

INTFAULT

J

i

N

i

N N

N

i

J

i

J

i

i

Abbildung 4-55: Berechnung des Vertrauens und Vorhersage —‡”•–™‹”†‰‡’”òˆ–ǡ‘„‡‹‹–‡”‡”‘†‡”‡š–‡”‡” ‡ŠŽ‡”˜‘”Ž‹‡‰–Ǥ‡Œƒǡ ™‹”† ‹ †‡ ƒ‹ŽǦƒˆ‡ ‘†—• ò„‡”‰‡‰ƒ‰‡ǡ •‘•– ‰‡’”òˆ–ǡ ‘„ ˜‘ †‡ ‡ŠŽ‡”‡”‡—‰•‡…Šƒ‹•‡ ‡‹ ‡ŠŽ‡” ‡”ƒ– ™—”†‡Ǥ ‡ ‹…Š–ǡ

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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200 4.2.2.4

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Experimentelle Ergebnisse

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Abbildung 4-56: Erfolgreiche Anpassung der Schwellwerte (Anstieg)

201

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Tabelle 4-25: Ressourcen – History Voting (FPGA) Platzierung und Trassierung ͻǡͻ͸ʹ

Kritischer Pfad (ns)

Energieverbrauch (bei 200 MHz Takt)

Spannungsversorgung 1,8 V

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Fläche Slices

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Slice-FFs

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Gate Count

 



202

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Tabelle 4-26: Ressourcen – History Voting (Standardzellen) Platzierung und Trassierung Kritischer Pfad (ps) Flächenverbrauch

 

(λ2)

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Transistoren

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Kapazität (pF)

ͺǡͺ



Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

203

4.3 Fehlerbehebung in Hardware ƒ…Š†‡‡‹–‘Ž‡”‹‡”„ƒ”‡” ‡ŠŽ‡”‡”ƒ–™—”†‡ǡ—••‡‹ˆ‡ŠŽ‡”–‘Ž‡”ƒ–‡• ‡…Š‡•›•–‡ ‡‹‡ ‡ŠŽ‡”„‡Šƒ†Ž—‰ †—”…ŠˆòŠ”‡ǡ ƒ…Š †‡”‡ „•…ŠŽ—•• ƒŽŽ‡ ‘…Š „‡—–œ„ƒ”‡ —„•›•–‡‡ ™‹‡†‡” ˆ‡ŠŽ‡”ˆ”‡‹ ƒ”„‡‹–‡ǡ †ƒ‹– ‡‹ ‘•‹•–‡–‡”›•–‡œ—•–ƒ†˜‘”Ž‹‡‰–Ǥ †‹‡•‡””„‡‹–™‡”†‡†ƒˆò”ˆ‘Ž‰‡†‡Ž–‡”ƒ–‹˜‡‡‹‰‡•‡–œ–ǣ •

Die Fehlermaskierung ȋfault maskingȌ ˜‡”Š‹†‡”–ǡ †ƒ•• ‡”ˆ¡Ž•…Š—‰‡ ‘†‡” ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ–‡ —•–¡†‡ ƒ—ˆ–”‡–‡Ǥ ‡†—†ƒœ ™‹”† „‡Ú–‹‰–ǡ †ƒ †ƒ• ƒ•‹‡”‡ ˜‘ ‡ŠŽ‡” ‡Š”‡”‡ ˆ‘”ƒ–‹‘‡ǡ —ǤƒǤ ò„‡” †‡ ‘””‡–‡ ‡”–„œ™Ǥ—•–ƒ†„‡Ú–‹‰–Ǥ‹‡•‡”™‹”†‹ŽŽ‰‡‡‹‡†—”…Š‡‹‡‡Š”Ǧ Š‡‹–•‡–•…Š‡‹†—‰ ȋmajority votingȌ ‡”‹––‡Ž–ǡ †ƒ „‡‹ •–‘…Šƒ•–‹•…Š —Ǧ ƒ„Š¡‰‹‰‡ ‡ŠŽ‡” †‹‡ ƒŠ”•…Š‡‹Ž‹…Š‡‹– ‡Š”Š‡‹–Ž‹…Š ‰Ž‡‹…Š‡ǡ ‹…Š– ‘””‡–‡”‰‡„‹••‡œ—‡”ŠƒŽ–‡ǡ„‡Ž‹‡„‹‰‰‡”‹‰‹•–Ǥ

•

Die Fehlerbehebung ȋfault recoveryȌ „‡‹ŠƒŽ–‡– ‡”ˆƒŠ”‡ǡ — ƒ…Š †‡ —ˆ†‡…‡‡‹‡• ‡ŠŽ‡”•†‹‡•‡œ—„‡Š‡„‡Ǥ—…Š†ƒ•„•…ŠƒŽ–‡‡‹‡”ƒŽ• ˆ‡ŠŽ‡”Šƒˆ– ‡”ƒ–‡ ‘’‘‡–‡ ƒ †‹‡ ”•ƒ…Š‡ ‡‹‡• ‡ŠŽ‡”• „‡Ǧ •‡‹–‹‰‡Ǥ •– •‹‡ –‡’‘”¡”ǡ ™‹”† †—”…Š ‡‹‡ ‡—•–ƒ”–ǡ „œ™Ǥ ‡‹‡ ‡—Ǧ „‡”‡…Š—‰˜‡”•—…Š–ǡ‡‹‘””‡–‡•”‰‡„‹•œ—‡”ŠƒŽ–‡Ǥ—”…Š‡‹‡‡—Ǧ •–ƒ”–™‹”†‹ǤǤ†‹‡‰‡•ƒ–‡ǡ•‡‹–†‡›•–‡•–ƒ”–‡”„”ƒ…Š–‡‡…Š‡Ž‡‹•–—‰ ˜‡”™‘”ˆ‡—††‹‡‡”‡…Š—‰˜‘ŽŽ•–¡†‹‰™‹‡†‡”Š‘Ž–Ǥ†‹‡•‡ƒ…Š–‡‹Ž œ—˜‡”‡‹†‡ǡ•’‡‹…Š‡”–ƒ‹ˆ‡•–‡‘†‡”˜ƒ”‹ƒ„Ž‡œ‡‹–Ž‹…Š‡„•–¡†‡ ‡‹ „„‹Ž† †‡• ƒŽ• ˆ‡ŠŽ‡”ˆ”‡‹ ƒ‰‡‘‡‡ ›•–‡œ—•–ƒ†‡• ‹ ‡‹‡ •‹…Š‡”‡ ’‡‹…Š‡”ʹͻǤ ‹‡ ‡‹–’—–‡ ƒ †‡ †‡ †‡• –‡”˜ƒŽŽ• Š‡‹é‡ PrüfpunkteǤ





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204

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Verwandte Arbeiten

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

207

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Fehlerbehebung architekturell nicht fixierter Zustände

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

‘†—•ʹƒ—•„•…Š‹––ͶǤʹǤͳǤͶ‰‡—–œ–Ǥ„„‹Ž†—‰ͶǦͷ͹œ‡‹‰–†‡‹”‘Ǧ ‘ŽŽ„ƒ… ‹ ‘†—• ʹ ˆò” ‡‹‡ ‹Ǧ‘”†‡” ‹’‡Ž‹‡Ǥ ƒ• —”ò…”‘ŽŽ‡ ˜‘ ƒ”–‡•…ŠŽƒ‰‡ǡ œǤǤ †‡ ‡ˆ‡ŠŽ••–”‘’—ˆˆ‡” ƒ •‡Š” ‡‹ˆƒ…Š ‰‡Ǧ •…Š‡Š‡ǡ‹†‡†ƒ•‡”•–‡Ž‡‡–†‡”ƒ”–‡•…ŠŽƒ‰‡‡‹‰‡•’‡‹•–™‹”†Ǥ 



Abbildung 4-57: Mikro-Rollback im Modus AR2T ‹‡ „‡‹ —”•’”ò‰Ž‹…Š‡ ‹”‘Ǧ‘ŽŽ„ƒ… ™‹”† †‡” ƒ…ŠŽƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ† œ—¡…Š•– ƒŽ• ˆ‡ŠŽ‡”ˆ”‡‹ ƒ‰‡‘‡Ǥ ‹‡ ”‰‡„‹••‡ †‡” †—”…Š Š”‡ƒ† ͳ ˜‡”¡†‡”–‡ ‹’‡Ž‹‡”‡‰‹•–‡” ™‡”†‡ ‹ †‹‡ ”òˆ•—‡”‡‰‹•–‡” ‰‡Ǧ •…Š”‹‡„‡Ǥ•…ŠŽ‹‡é‡†™‹”††‡”‘–‡š–‰‡™‡…Š•‡Ž–ǡŠ”‡ƒ†ʹƒ—•‰‡ˆòŠ”–ǡ •‡‹‡”‰‡„‹••‡‹†ƒ•’ƒ••‡†‡”òˆ•—‡”‡‰‹•–‡”‰‡•…Š”‹‡„‡—†‹– †‡‡ ˜‘ Š”‡ƒ† ͳ ˜‡”‰Ž‹…Š‡Ǥ ‡‹ "“—‹˜ƒŽ‡œ ™‹”† ‹– †‡” —•ˆòŠ”—‰ ˜‘ Š”‡ƒ† ͳ ˆ‘”–‰‡ˆƒŠ”‡ǡ •‘•– ‡‹ ‘ŽŽ„ƒ… †—”…Š ƒ†‡ †‡• ”òˆǦ •—‡”‡‰‹•–‡”• ˜‘ –—ˆ‡ ‹Ǧͳ †‡• ƒ…ŠŽƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ†• ȋŠ”‡ƒ† ʹȌ ‹ †ƒ• ‡–•’”‡…Š‡†‡ ‹’‡Ž‹‡”‡‰‹•–‡” †—”…Š‰‡ˆòŠ”–Ǥ ‘‹– ƒ ‡‹ ‡ŠŽ‡” †‹”‡–ƒ—ˆ–—ˆ‡‹ƒ„‰‡„‹Ž†‡–™‡”†‡Ǥ‡” ŠƒŽ–†‡•‹’‡Ž‹‡”‡‰‹•–‡”•Ú–‡ †‹”‡– ˆò” ‡‹‡ ‡”‰Ž‡‹…Š ‹– †‡ ”òˆ•—‡”‡‰‹•–‡” Š‡”ƒ‰‡œ‘‰‡ ™‡”†‡Ǥƒœ——••†‹‡‡”‰Ž‡‹…Š•Ž‘‰‹ƒ—•†‡”òˆ•—‡’‹’‡Ž‹‡•ƒ—•Ǧ

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

209

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210 4.3.3

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

Fehlerbehebung architekturell fixierter Zustände

‡‹”‡†—†ƒ–‡”—•ˆòŠ”—‰œ™‡‹‡”‡ˆ‡ŠŽ••–”ڏ‡‹–†‡”ƒ…ŠŽƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ† ‹ ˆ‡ŠŽ‡”ˆ”‡‹‡ ƒŽŽ ‡‹‡ ˆ”òŠ‡”‡ —•–ƒ† †‡• ˜‘”ƒ—•Žƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ†•‡‹Ǥ –‡’‘”¡”‡’‡‹…Š‡”„‡ˆ‹†‡•‹…Š‡”–‡—†’”—‰œ‹‡Ž‡ †‡• ˜‘”ƒ—•Žƒ—ˆ‡†‡ Š”‡ƒ†•ǡ †‹‡ ˆò” ‹Š „‡”‡‹–• •‹…Š–„ƒ” •‹†ǡ Œ‡†‘…Š ‡˜‡–—‡ŽŽ‘…Š‹…Š–˜‘ƒ…ŠŽƒ—ˆ‡†‡Š”‡ƒ†„‡”‡…Š‡–Ȁˆ‹š‹‡”–™—”†‡Ǥ ƒŽŽ•‡‹ ‡ŠŽ‡”•‹‰ƒŽ‹•‹‡”–™‹”†ǡ™‡”†‡‡–™‡†‡”‡‹‘†‡”„‡‹†‡Š”‡ƒ†• œ—”ò…‰‡”‘ŽŽ–Ǥ‹‡˜‹‡Ž‡Š”‡ƒ†•œ—”ò…‰‡”‘ŽŽ–™‡”†‡ǡ‰‡•…Š‹‡Š–ƒ—ˆ‰”—† †‡• ‹Š‡ œ—‰‡™‹‡•‡‡ ‡”–”ƒ—‡• γ ȋ•Ǥ „•…Š‹–– ͶǤʹǤʹȌǤ ò” †ƒ• —”ò…Ǧ ”‘ŽŽ‡ †‡• ‡‰‹•–‡”•ƒ–œ‡• ™‹”† †ƒ• ‹ †‹‡•‡ „•…Š‹–– ‰‡•…Š‹Ž†‡”–‡ ”‘–‘‘ŽŽ ‡‹‰‡•‡–œ–Ǥ ò” ‡‹‡ ‘ŽŽ„ƒ… ˆ”‡‹‰‡‰‡„‡‡” ”‰‡„‹••‡ ‹ †‡ ‡‰‹•–‡”•¡–œ‡„‡‹†‡”Š”‡ƒ†•‹Ž—•‹˜‡†‡””‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡”™‡”†‡†‹‡•‡ Œ‡™‡‹Ž• — ‡‹‡ –‡’‘”¡”‡ ”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡” —† ‡‹ œ—•¡–œŽ‹…Š‡• Žƒ‰ —† Œ‡†‡• ‡‰‹•–‡” — ‡‹ –‡’‘”¡”‡• ‡‰‹•–‡” —† œ™‡‹ Žƒ‰• ȋmodified, regfileȌ ‡”™‡‹–‡”–Ǥ ƒ• Žƒ‰ ˆò” †‹‡ ”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡” „‡•–‹–ǡ ™‡Ž…Š‡” ”‘‰”ƒœ¡ŠŽ‡”˜‡”¡†‡”–™‡”†‡•‘ŽŽ—†™‹”†„‡‹‡‹‡‘–‡š–™‡…Š•‡Ž ‘†‡” „‡‹ —”ò…”‘ŽŽ‡ ‹˜‡”–‹‡”–Ǥ Modified ™‹”† „‡‹ …Š”‡‹„‡ ƒ—ˆ ‡‰‹•–‡” ‰‡•‡–œ– —† ƒ…Š ‡‹‡ ‰òŽ–‹‰‡ ”òˆ’—– œ—”ò…‰‡•‡–œ–Ǥ ƒ• regfileǦ Žƒ‰ ‰‹„– ƒǡ ƒ—ˆ ™‡Ž…Š‡ †‡” „‡‹†‡ ‡‰‹•–‡”•¡–œ‡ ‡‹‡• Š”‡ƒ†• ‰‡”ƒ†‡ ‰‡•…Š”‹‡„‡ ™‹”†Ǥ „„‹Ž†—‰ ͶǦͷͺ œ‡‹‰– †‹‡ —•–ƒ†•ò„‡”‰¡‰‡ ‹‡”ŠƒŽ„ †‡• ‡‰‹•–‡”•ƒ–œ‡• ‡‹‡• Š”‡ƒ†•Ǥ ‹‡ —•–ƒ†•…‘†‹‡”—‰‡ ‹ „„‹Ž†—‰ ͶǦͷͺ ‡–•’”‡…Š‡ ˜‘ Ž‹• ƒ…Š ”‡…Š–• ‰‡Ž‡•‡ †‡ Žƒ‰• modified —† regfileǤ …Š”‡‹„˜‘”‰¡‰‡ •‹† †—”…Š Wǡ ‡•‡œ—‰”‹ˆˆ‡ †—”…Š R —† †‹‡ ‹‰ƒŽ‹•‹‡”—‰ ‰òŽ–‹‰‡” ‘†‡” —‰òŽ–‹‰‡” ”òˆ’—–‡ †—”…Š valid CPǡ „œ™Ǥ invalid CP ‰‡‡œ‡‹…Š‡–Ǥ òŽ–‹‰‡ —† —‰òŽ–‹‰‡ ”òˆ’—–‡ ™‡”†‡ †—”…Š†‹‡ ‡ŠŽ‡”‡”‡—‰•˜‡”ˆƒŠ”‡†‹‡•‡””„‡‹–•‹‰ƒŽ‹•‹‡”–Ǥ

211

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung



Abbildung 4-58: Zustandsübergänge beim Rollback-Protokoll ƒ…Š †‡ —”ò…•‡–œ‡ ™‡”†‡ ƒŽŽ‡ Žƒ‰• ƒ—ˆ modified=0, regfile=0 ȋͲǡ ͲȌ ‰‡•‡–œ–Ǥ ‡‹ ‡”•–‡ …Š”‡‹„œ—‰”‹ˆˆ ȋȌ ƒ—ˆ ‡‹ ‡‰‹•–‡” œ™‹•…Š‡ œ™‡‹ ”òˆ’—–‡™‹”† †‡••‡ modifiedǦ —† regfileǦ Žƒ‰‰‡•‡–œ– —† ‹†‡ —Ǧ •–ƒ† ȋͳǡ ͳȌ ‰‡™‡…Š•‡Ž–Ǥ …Š”‡‹„œ—‰”‹ˆˆ‡ ™‡”†‡ ƒ—ˆ †‡ œ™‡‹–‡ ‡‰‹•–‡”Ǧ •ƒ–œ †—”…Š‰‡ˆòŠ”–Ǥ ‡‹–‡”‡ …Š”‡‹„ǦȀ ‡•‡œ—‰”‹ˆˆ‡ ‡‹‡• Š”‡ƒ†• ƒ—ˆ ‡‹ ‡‰‹•–‡” ‹– ‰‡•‡–œ–‡ modifiedǦ Žƒ‰ ˆòŠ”‡ œ— ‡‹‡” ™‡‹–‡”‡ —•–ƒ†•Ǧ ¡†‡”—‰Ǥ ‡ ‡‰‹•–‡” ‹ —•–ƒ† ȋͲǡ ͲȌǡ ȋͲǡ ͳȌ —” ‰‡Ž‡•‡ ȋȌ ™‡”†‡ǡ —†Ȁ ‘†‡” ‹ †‹‡•‡ ‘–‡š– ‡‹ ‰òŽ–‹‰‡” ”òˆ’—– ȋvalid CPȌ ˜‘”Ž‹‡‰–ǡ „Ž‡‹„–†‡”—•–ƒ†—˜‡”¡†‡”–Ǥ ‡†‡”…Š”‡‹„œ—‰”‹ˆˆƒ…Š‡‹‡”òˆ’—– ˆòŠ”– œ— ‡‹‡ ˜‡”–‹‡”‡ †‡• regfileǦ Žƒ‰•Ǥ ‡†‡” ™‡‹–‡”‡ …Š”‡‹„œ—‰”‹ˆˆ ˜‡”¡†‡”– †ƒ• Žƒ‰ ‹…Š–Ǥ ‹ —‰òŽ–‹‰‡” ”òˆ’—– ȋinvalid CPȌ ˆòŠ”– œ— ‡‹‡ ‘ŽŽ„ƒ…Ǥ  †‹‡•‡ ƒŽŽ ™‡”†‡ ƒŽŽ‡ ‹– modified=1 ‰‡‡Ǧ œ‡‹…Š‡–‡ regfileǦ Žƒ‰• ‹˜‡”–‹‡”–Ǥ ‹ ‰òŽ–‹‰‡” ”òˆ’—– ˆòŠ”– œ— ‡…Š•‡ŽƒŽŽ‡”†—”…Šmodified=1‰‡‡œ‡‹…Š‡–‡ Žƒ‰•œ—modified=0Ǥ„Ǧ „‹Ž†—‰ ͶǦͷͻ ˜‡”†‡—–Ž‹…Š– †‡ ‹ˆŽ—•• ˜‡”•…Š‹‡†‡‡” ‡•‡‘’‡”ƒ–‹‘‡ ƒ—ˆ

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Abbildung 4-59: Lesen von Registern beim Rollback-Protokoll ‹‡ —•™‹”—‰‡ ˜‡”•…Š‹‡†‡‡” …Š”‡‹„‘’‡”ƒ–‹‘‡ ȋȌ œ‡‹‰– „„‹Ž†—‰ ͶǦ͸ͲǤ ƒ •‹‡Š–ǡ ™‹‡ ƒ—ˆ †‡ †—”…Š regfile ‹†‡š‹‡”–‡ ‡‰‹•–‡”•ƒ–œ œ—Ǧ ‰‡‰”‹ˆˆ‡™‹”†ǡ™‡‹–‡”Š‹ǡ™‹‡•‹…Š†‹‡ Žƒ‰•¡†‡”ȋͲǡͲȌǦȋͳǡͳȌǤ



Abbildung 4-60: Schreiben von Registern beim Rollback-Protokoll

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Abbildung 4-61: Rollback nach einem Fehler mit dem RollbackProtokoll Œ‡†‡ ƒŽŽò••‡—”‹–•‰‡•‡–œ–Ȁœ—”ò…‰‡•‡–œ–™‡”†‡ǡƒ•–ƒ––ƒ–‡ œ™‹•…Š‡ ƒ…—’Ǧ —† ƒ”…Š‹–‡–—”‡ŽŽ •‹…Š–„ƒ”‡ ‡‰‹•–‡”•ƒ–œ œ— –”ƒ•Ǧ ˆ‡”‹‡”‡Ǥƒˆò”™‡”†‡œ—•¡–œŽ‹…Š‡ Žƒ‰•—†‘‰‹„‡Ú–‹‰–Ǥ 



214

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Tabelle 4-27: Ressourcen – Rollback-Protokoll (FPGA) Platzierung und Trassierung ͷǡ͸ͺͷ

Kritischer Pfad (ns)

Energieverbrauch (bei 200 MHz Takt)

Spannungsversorgung 1,8 V

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Fläche Slices

͹

Slice-FFs

ͻ

4-Input LUTs

ͳʹ

IOBs

ͷ ͳ͵ʹ

Gate Count

Tabelle 4-28: Ressourcen – Rollback-Protokoll (Standardzellen) Platzierung und Trassierung Kritischer Pfad (ps)

ͷͳ͵

Transistoren

ͳ͹͵

Flächenverbrauch Kapazität (pF)

 



(λ2)

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

215

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Abbildung 4-62: Prozentualer Anteil von Abhängigkeiten, Dispatch

 ͵ͳ‘„ƒŽ†ƒ—ˆ‡‰‹•–‡”‰‡•…Š”‹‡„‡™‹”†ǡ‹•–modifiedαͳǤ

216

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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4.3.3.1

Rollback beider Threads

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Abbildung 4-63: Rollback beider Threads (Fehler in Thread 1)

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

217

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4.3.3.2

Rollback/ Roll-Forward

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218

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

219

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Abbildung 4-64: Roll-Forward Thread 1 (Fehler), Rollback Thread 2  4.3.3.3

Übertragung von Zuständen zwischen Threads

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220

Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

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Kapitel 4: Dynamische Fehlerentdeckung und -behebung

221

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Abbildung 4-65: Übertragen von Zuständen zwischen Threads

Überall und zu allen Zeiten ist die Mauer ein Sinnbild der Abgeschlossenheit. Wo Mauern stehen, umschließen sie eine Welt innerhalb der Welt. Sie umgrenzen einen Staat innerhalb des Staates, eine besondere Ordnung innerhalb der gewöhnlichen Ordnung. Sie scheiden Gut nicht von Böse und Freude nicht von Leid, sondern Menschen von Menschen. Und deshalb sollten sie nie unübersteigbar sein.



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Kapitel

 

5

Überblick und Fazit



224

Kapitel 5: Überblick und Fazit

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Abbildung 5-1: Zusammenwirken aller Verfahren

225

Kapitel 5: Überblick und Fazit

¡Š”‡† †‡” —•ˆòŠ”—‰ ™‡”†‡ ‹”‘’”‘‰”ƒ‡ †—”…Š ‹”‘…‘†‡ ‹‹‰ȋ„•…Š‹––ͶǤͳǤͷȌò„‡”™ƒ…Š–—††”‡••‡ǡ’”—‰œ‹‡Ž‡•‘™‹‡ƒ–‡ ‹–‡’‘”¡”‡’‡‹…Š‡”ȋ„•…Š‹––ͶǤͳǤͳȌ™‡‹–‡”‰‡Ž‡‹–‡–—†˜‡”‰Ž‹…Š‡Ǥ‡‹ Œ‡†‡‘–‡š–™‡…Š•‡Ž†‡•ƒ…ŠŽƒ—ˆ‡†‡Š”‡ƒ†•ˆ‹†‡–‡‹‡”‰Ž‡‹…Š†‡” ”òˆ•—‡ ƒ—• †‡ ”òˆ•—‡˜‡”ˆƒŠ”‡ •–ƒ––Ǥ ‹”† ‡‹ ‡ŠŽ‡” †—”…Š ‹”‘…‘†‡ ‹‹‰ǡ —‰Ž‡‹…Š‡ ”òˆ•—‡ ‘†‡” —‰Ž‡‹…Š‡ ‡”–‡ ‹ –‡’‘”¡”‡ ’‡‹…Š‡” •‹‰ƒŽ‹•‹‡”–ǡ ™‹”† †ƒ• ‡”–”ƒ—‡ ȋ‹•–‘”› ‘–‹‰Ȍ †‡” „‡–”‘ˆˆ‡‡ Š”‡ƒ†• ‹ „Š¡‰‹‰‡‹– ˜‘ †‡” ˜‘”ƒ—•‰‡•ƒ‰–‡ ‡ŠŽ‡””ƒ–‡ ˜‡””‹‰‡”–Ǥ •–γ≤’–‘†‡”  ‘†‡” ƒ–‹˜‹‡”–ǡ™‹”††‡” ƒ‹ŽǦ ƒˆ‡ ‘†—•ǡ ‹ ƒŽŽ γ≤ρ †‡” ‘†—• ʹ ‹– ‡‹‡ ‘ŽŽ„ƒ… „‡‹†‡” Š”‡ƒ†•ǡˆò”γερ‰”‘„‰”ƒ—ŽÚ•‡•—Ž–‹–Š”‡ƒ†‹‰ȋʹȌ‹–‘ŽŽǦ ‘”™ƒ”† ƒ–‹˜‹‡”–Ǥ „„‹Ž†—‰ ͷǦʹ œ‡‹‰– „‡‹•’‹‡ŽŠƒˆ– †‹‡ –‡‰”ƒ–‹‘ †‡” ‹ †‹‡•‡” ”„‡‹– ‡–™‹…‡Ž–‡ ‡”ˆƒŠ”‡ ‹ ‡‹‡ Ǧ‹”‘ƒ”…Š‹–‡–—”Ǥ "†‡”—‰‡ ‰‡‰‡ò„‡”†‡”—”•’”ò‰Ž‹…Š‡”…Š‹–‡–—”•‹†Š‡”˜‘”‰‡Š‘„‡Ǥ



Abbildung 5-2: Blockdiagramm einer erweiterten SMTMikroarchitektur

226

Kapitel 5: Überblick und Fazit

 ‡‹‡ ’ˆ‡ŠŽ—‰ Š‹•‹…Š–Ž‹…Š †‡” ”…Š‹–‡–—” —† †ƒ‹– †‡• ‹•ƒ–œǦ ‰‡„‹‡–• †‡” ‡…Šƒ‹•‡ œ— ‡”ŠƒŽ–‡ǡ ™‡”†‡ †‡” ”‹–‹•…Š‡ ˆƒ† —† †‹‡ „‡Ú–‹‰–‡ Ž¡…Š‡ †‡” ‡”ˆƒŠ”‡ ‹ †‡ ‘–‡š– ‡‹‹‰‡” Ǧ ’Ž‡‡–‹‡”—‰‡‰‡„”ƒ…Š–Ǥƒ„‡ŽŽ‡ͷǦͳ—†ƒ„‡ŽŽ‡ͷǦʹœ‡‹‰‡†‹‡‡Ǧ ‰”Ú釐†‹‡•‡” ’Ž‡‡–‹‡”—‰‡ˆò”  •—†–ƒ†ƒ”†œ‡ŽŽ‡Ǥ

Tabelle 5-1: Kenngrößen einiger CPU-Implementierungen (FPGA) 

68hc05

68hc08

8051

Kritischer Pfad (ns)

ʹͶǡʹ͸͸

͵ͳǡͺͶʹ

͵ͺǡ͵ͳ͸

Slices

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ʹͳ͵Ͷ

ͳͶ͸Ͳ

Slice-FFs

ʹͲ͵

ͳͻ͸

ͶͳͲ

4-Input LUTs

ʹ͸͹ͷ

Ͷͳͷͳ

ʹ͸Ͳͷ

͵ͻ

͵ͻ

ͳͲͻ

ͳͺ͸ͻͻ

ʹ͹ͻͶͲ

ͷͳ͵Ͷͷ

IOBs Gate Count



Tabelle 5-2: Kenngrößen einiger CPU-Implementierungen (Standardzellen) 

MIPS R3000 [96]

AMD2901

Kritischer Pfad (ps)

Ͷ͹ʹͷ

Ͷͺ͸͸

Transistoren

ͷͶͺʹͻ

͸ͳ͵͸

Ͷ͵͵Ͳš͵ͻͲͲ

ͳ͵ͳͲšͳ͵ͷͲ

͵ͷͶͳǡͶ

ͳʹǡͷ

Flächenverbrauch (λ2) Kapazität (pF)

 



227

Kapitel 5: Überblick und Fazit

„„‹Ž†—‰ͷǦ͵œ‡‹‰–†‡”‹–‹•…Š‡ˆƒ†—††‡ Ž¡…Š‡˜‡”„”ƒ—…Š‹• †‡” ‡ŠŽ‡”–‘Ž‡”ƒœ‡…Šƒ‹•‡ —† • ˆò” †‡  Ǧ–™—”ˆǡ „Ǧ „‹Ž†—‰ ͷǦͶ †‹‡ ”‰‡„‹••‡ ˆò” †‡ –ƒ†ƒ”†œ‡ŽŽǦ–™—”ˆ ȋ›Ǧ…Š•‡ Œ‡™‡‹Ž• Ž‘‰ƒ”‹–Š‹•…Š •ƒŽ‹‡”–ȌǤ ƒ„‡‹ ™—”†‡ „‡™—••– „‡ƒ–‡ • ƒ—• †‡ ‡‹‰‡„‡––‡–‡ ‡”‡‹…Š ‹– •‡Š” ‰‡”‹‰‡ Ǧ‡†ƒ”ˆ ȋ†ƒ• ”‘†—– ƒ—• Ž¡…Š‡A‹λʹǡƒ—•”‹–‹•…Š‡ˆƒ†T‹’•ǡ—†ƒ’ƒœ‹–¡–C‹’ Ȍ‰‡™¡ŠŽ–ǡ —‹‹ƒŽ‡ˆ‘”†‡”—‰‡œ—‡”ŠƒŽ–‡Ǥ



Abbildung 5-3: Kritischer Pfad/ Flächenverbrauch FT-Mechanismen (FPGA)

228

Kapitel 5: Überblick und Fazit



Abbildung 5-4: ATC-Produkt FT-Mechanismen (Standardzellen) —• „„‹Ž†—‰ ͷǦ͵ —† „„‹Ž†—‰ ͷǦͶ ‡”‰‡„‡ •‹…Š †‹‡ ‹ ƒ„‡ŽŽ‡ ͷǦ͵ †ƒ”Ǧ ‰‡•–‡ŽŽ–‡ ’ˆ‡ŠŽ—‰‡ǡ ™‡Ž…Š‡ ”…Š‹–‡–—” ȋ‡‹‰‡„‡––‡–ǡ •—’‡”•ƒŽƒ”ǡ •—’‡”•ƒŽƒ” ‹– —Ž–‹–Š”‡ƒ†‹‰Ȍ ˆò” ™‡Ž…Š‡ †‡” †‹•—–‹‡”–‡ ‡ŠŽ‡”Ǧ –‘Ž‡”ƒœ˜‡”ˆƒŠ”‡ƒ—ˆ‰”—††‡”‡••‘—”…‡ƒˆ‘”†‡”—‰‡‡’ˆ‘ŠŽ‡™‹”†Ǥ —ˆ‰”—† †‡• ‰‡”‹‰‡ Ž¡…Š‡˜‡”„”ƒ—…Š• —† —”œ‡ ”‹–‹•…Š‡ ˆƒ†‡• Ú‡ †‡” ƒ‹ŽǦƒˆ‡ ‘†—• —† ‹”‘…‘†‡ ‹‹‰ ˆò” ƒŽŽ‡ ”…Š‹–‡–—”‡ ‡‹‰‡•‡–œ–™‡”†‡Ǥ‡”‡ˆ‡ŠŽ•Š‘Ž‡ǦŽ‰‘”‹–Š—•‘–—”ˆò”‡Š”ˆ¡†‹‰‡ ”…Š‹–‡–—”‡ ‹ ”ƒ‰‡Ǥ —ˆ‰”—† †‡• Ž¡…Š‡˜‡”„”ƒ—…Š• †‡• ‘ŽŽ„ƒ…Ǧ ”‘–‘‘ŽŽ•ǡ ‹•–‘”› ‘–‹‰•ǡ †‡• Š”‡ƒ†Ǧ”òˆ•—‡ƒŽòŽ• —† †‡”

229

Kapitel 5: Überblick und Fazit

‡‹–‡”Ž‡‹–—‰ ˜‘ ƒ–‡ —† ’”—‰œ‹‡Ž‡ œ™‹•…Š‡ Š”‡ƒ†• ‘‡ ˆò” †‹‡•‡‡”ˆƒŠ”‡—”•—’‡”•ƒŽƒ”‡—†‡Š”ˆ¡†‹‰‡”…Š‹–‡–—”‡‹ ”ƒ‰‡Ǥ

Tabelle 5-3: Empfehlung Architektur - Fehlertoleranzverfahren

Architektur Verfahren Eingebettet 

Fail-Safe Modus Dynamischer Befehlshole-Algorithmus

Superskalar



 

 

Mikrocode Timing



Superskalar/MT





History Voting







Rollback-Protokoll







ThreadPrüfsummenkalkül







Weiterleitungsstrukturen







 ‹– †‡” –‡‰”ƒ–‹‘ †‡” ‡–™‹…‡Ž–‡ ‡”ˆƒŠ”‡ ‹ ‡‹‡ ‹”‘’”‘œ‡••‘” ‡”‰‹„–•‹…Š‡‹‡‹‡ŽœƒŠŽ˜‘™‡†—‰•‰‡„‹‡–‡Ǥ‡”Ž¡••Ž‹…Š‡‡‹‰‡„‡––‡–‡ ›•–‡‡ ‘‡ œǤǤ ‹ Ž—‰œ‡—‰‡ ‘†‡” ‹ Š‘…ŠƒŽ’‹‡ ‡”‡‹…Š „‡‹ †‡” Navigation mithilfe von Satellitenȋ Ȃ Ž‘„ƒŽ‘•‹–‹‘‹‰›•–‡ǡ ƒŽ‹Ž‡‘Ȍ œ—‹•ƒ–œǡ†ƒŠ‹‡”†‡”–”ƒŠŽ—‰•‡‹ˆŽ—••†‡—–Ž‹…Šò„‡”†‡‘”ƒŽƒé Ž‹‡‰–Ǥ ŽŽ‰‡‡‹‡ –‡—‡”—‰•ƒ—ˆ‰ƒ„‡ǡ œǤǤ ƒŠ”‡”ƒ••‹•–‡œ•›•–‡‡ „‡Ǧ Ú–‹‰‡ ˜‡”Ž¡••Ž‹…Š‡ ”‘œ‡••‘”‡Ǥ  Weltraummissionen —”œ‡” ȋ‡‹ „‹• œ™‡‹ ƒŠ”‡Ȍ—†‹––Ž‡”‡”‹••‹‘•†ƒ—‡”ȋ†”‡‹„‹•ˆòˆ ƒŠ”‡ȌÚ‡†‡”ƒ”– ‡”™‡‹–‡”–‡ •—’‡”•ƒŽƒ”‡ ”‘œ‡••‘”‡ ‹ ‹…Š–Ǧ•‹…Š‡”Š‡‹–•”‹–‹•…Š‡ ‡Ǧ

230

Kapitel 5: Überblick und Fazit

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Kernkraftwerkenǡ

Eisenbahnen,

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231

Anhang A: SPECint2006-Parameter

Anhang A: SPECint2006-Parameter  ƒ„‡ŽŽ‡ͷǦͶœ‡‹‰–†‹‡‡‹‰‡•‡–œ–‡‹–ʹͲͲ͸ǦǦ‡…Šƒ”•Ǥ

Tabelle 5-4: SPECint2006-Benchmarks

Nr.

Name

Anwendungsgebiet

Beschreibung

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232

Anhang A: SPECint2006-Parameter

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Anhang A: SPECint2006-Parameter

233

429.mcfȋINTǡͳ‹‰ƒ„‡’ƒ”ƒ‡–‡”Ȍ …ˆ‹’Ǥ‹ε…ˆǤ”‡ˆǤ‘—–ʹ叅ˆǤ”‡ˆǤ‡”” 445.gobmkȋINT, ͷ‹‰ƒ„‡’ƒ”ƒ‡–‡”Ȍ ‰‘„ǦǦ“—‹‡–ǦǦ‘†‡‰–’δͳ͵šͳ͵Ǥ–•–剑„Ǥ”‡ˆǤͳ͵šͳ͵Ǥ‘—–ʹ剑„Ǥ”‡ˆǤͳ͵šͳ͵Ǥ‡”” ‰‘„ǦǦ“—‹‡–ǦǦ‘†‡‰–’䐐‰•Ǥ–•–剑„Ǥ”‡ˆˆǤ‰•Ǥ‘—–ʹ剑„Ǥ”‡ˆǤ‰•Ǥ‡”” ‰‘„ǦǦ“—‹‡–ǦǦ‘†‡‰–’δ•…‘”‡ʹǤ–•–剑„Ǥ”‡ˆǤ•…‘”‡ʹǤ‘—–ʹε ‰‘„Ǥ”‡ˆǤ•…‘”‡ʹǤ‡”” ‰‘„ǦǦ“—‹‡–ǦǦ‘†‡‰–’δ–”‡˜‘”…Ǥ–•–剑„Ǥ”‡ˆǤ–”‡˜‘”…Ǥ‘—–ʹε ‰‘„Ǥ”‡ˆǤ–”‡˜‘”…Ǥ‡”” ‰‘„ǦǦ“—‹‡–ǦǦ‘†‡‰–’δ–”‡˜‘”†Ǥ–•–剑„Ǥ”‡ˆǤ–”‡˜‘”†Ǥ‘—–ʹε ‰‘„Ǥ”‡ˆǤ–”‡˜‘”†Ǥ‡”” 456.hmmerȋINT, ʹ‹‰ƒ„‡’ƒ”ƒ‡–‡”Ȍ Š‡”’Š͵ǤŠ•™‹••ͶͳεŠ‡”Ǥ”‡ˆǤ’Š͵Ǥ‘—–ʹεŠ‡”Ǥ”‡ˆǤ’Š͵Ǥ‡”” Š‡”ǦǦˆ‹š‡†ͲǦǦ‡ƒͷͲͲǦǦ—ͷͲͲͲͲͲǦǦ•†͵ͷͲǦǦ•‡‡†Ͳ”‡–”‘ǤŠε Š‡”Ǥ”‡ˆǤ”‡–”‘Ǥ‘—–ʹεŠ‡”Ǥ”‡ˆǤ”‡–”‘Ǥ‡”” 458.sjengȋINT, ͳ‹‰ƒ„‡’ƒ”ƒ‡–‡”Ȍ •Œ‡‰”‡ˆǤ–š–ε•Œ‡‰Ǥ”‡ˆǤ‘—–ʹε•Œ‡‰Ǥ”‡ˆǤ‡””  462.libquantumȋINT, ͳ‹‰ƒ„‡’ƒ”ƒ‡–‡”Ȍ Ž‹„“—ƒ–—ͳ͵ͻ͹ͺεŽ‹„“—ƒ–—Ǥ”‡ˆǤ‘—–ʹεŽ‹„“—ƒ–—Ǥ”‡ˆǤ‡”” 

234

Anhang A: SPECint2006-Parameter

464.h264refȋINT, ͵‹‰ƒ„‡’ƒ”ƒ‡–‡”Ȍ Šʹ͸Ͷ”‡ˆǦ†ˆ‘”‡ƒ̴”‡ˆ̴‡…‘†‡”̴„ƒ•‡Ž‹‡Ǥ…ˆ‰εŠʹ͸Ͷ”‡ˆǤ”‡ˆǤˆ‘”‡ƒ̴„ƒ•‡Ž‹‡Ǥ‘—–ʹε Šʹ͸Ͷ”‡ˆǤ”‡ˆǤˆ‘”‡ƒ̴„ƒ•‡Ž‹‡Ǥ‡”” Šʹ͸Ͷ”‡ˆǦ†ˆ‘”‡ƒ̴”‡ˆ̴‡…‘†‡”̴ƒ‹Ǥ…ˆ‰εŠʹ͸Ͷ”‡ˆǤ”‡ˆǤˆ‘”‡ƒ̴ƒ‹Ǥ‘—–ʹε Šʹ͸Ͷ”‡ˆǤ”‡ˆǤˆ‘”‡ƒ̴ƒ‹Ǥ‡”” Šʹ͸Ͷ”‡ˆǦ†•••̴‡…‘†‡”̴ƒ‹Ǥ…ˆ‰εŠʹ͸Ͷ”‡ˆǤ”‡ˆǤ•••Ǥ‘—–ʹεŠʹ͸Ͷ”‡ˆǤ”‡ˆǤ•••Ǥ‡”” 471.omnetppȋINT, ͳ‹‰ƒ„‡’ƒ”ƒ‡–‡”Ȍ ‘‡–’’‘‡–Ǥ‹‹ε‘‡–Ǥ”‡ˆǤŽ‘‰ʹ呏‡–Ǥ”‡ˆǤ‡””  473.astarȋINT, ʹ‹‰ƒ„‡’ƒ”ƒ‡–‡”Ȍ ƒ•–ƒ”‹‰ƒ‡•ʹͲͶͺǤ…ˆ‰εƒ•–ƒ”Ǥ”‡ˆǤ‹‰ƒ‡•ʹͲͶͺǤ‘—–ʹ僕–ƒ”Ǥ”‡ˆǤ‹‰ƒ‡•ʹͲͶͺǤ‡”” ƒ•–ƒ””‹˜‡”•Ǥ…ˆ‰εƒ•–ƒ”Ǥ”‡ˆǤ”‹˜‡”•Ǥ‘—–ʹ僕–ƒ”Ǥ”‡ˆǤ”‹˜‡”•Ǥ‡””  483.xalancbmkȋINT, ͳ‹‰ƒ„‡’ƒ”ƒ‡–‡”Ȍ šƒŽƒǦ˜–ͷǤšŽšƒŽƒ…Ǥš•ŽεšƒŽƒ…„Ǥ”‡ˆǤ‘—–ʹεšƒŽƒ…„Ǥ”‡ˆǤ‡”” 





235

Anhang B: Felddaten (SGI Altix 4700)

Anhang B: Felddaten (SGI Altix 4700)   †‡” ƒ…Šˆ‘Ž‰‡†‡ ƒ„‡ŽŽ‡ •‹† †‹‡ ™‡•‡–Ž‹…Š‡ ‡‰”Ú釐 †‡”   Ž–‹š Ͷ͹ͲͲǦ •–ƒŽŽƒ–‹‘ ƒ ‡‹„‹œǦ‡…Š‡œ‡–”— †‡” ‡…Š‹•…Š‡ ‹Ǧ ˜‡”•‹–¡–ò…Š‡‹ ƒ”…Š‹‰ƒ‰‡‰‡„‡ȋ •–ƒŽŽƒ–‹‘†‡”œ™‡‹–‡—•„ƒ—Ǧ •–—ˆ‡ȌǤƒ„‡‹Šƒ†‡Ž–‡••‹…Š—‡‹ò„‡”•‡–œ–‡•šœ‡”’–ƒ—•ȏʹ͵ȐǤ  

Ausbaustufe 1 (bis 03/2007)

Ausbaustufe 2 (seit 04/2007)

Anzahl der Kerne

ͶͲͻ͸

ͻ͹ʹͺ

Anzahl der Partitionen

ͳ͸

ͳͻ

Kerne pro Partition

ʹͷ͸

ͷͳʹ

Anzahl Kerne pro Sockel

ͳ

ʹ

Prozessor –‡Ž –ƒ‹—ʹ ƒ†‹•‘ͻ ͳǤ͸ œ

Typ Taktfrequenz

–‡Ž –ƒ‹—ʹ ‘–‡…‹–‘—ƒŽ‘”‡ ͳǤ͸ œ

Speicher Ͷ ›–‡

Speicher pro Kern

Ͷ ›–‡

Cache L1-Datencache

ͳ͸›–‡

ͳ͸›–‡

L2-Datencache (pro Kern)

ʹͷ͸›–‡

ʹͷ͸›–‡

L2-Befehlscache (pro Kern)

Ȁƒ

ͳ›–‡

L3-Cache (pro Kern)

͸›–‡

ͻ›–‡

 



236

Anhang B: Felddaten (SGI Altix 4700)

†‡ƒ…Šˆ‘Ž‰‡†‡ ”ƒˆ‹‡‹•–†‹‡¡—ˆ‹‰‡‹–‡”ƒ–‡” ‡ŠŽ‡”ȋ›Ǧ…Š•‡Ȍ ˆò” Œ‡†‡ †‡” ͳͻ ƒ”–‹–‹‘‡ ƒ‰‡‰‡„‡Ǥ ‹‡ ˆ‘”ƒ–‹‘‡ ™—”†‡ ƒ—• †‡ ‡Ž†—‰‡ †‡• ›•–‡„•–”ƒ…–‹‘ ƒ›‡” ȋsalinfoȌ ‡š–”ƒŠ‹‡”–Ǥ ƒ„‡‹ ™—”†‡ †‡”‡‹–”ƒ—˜‘ʹͶǤͲ͹ǤʹͲͲ͹„‹•œ—͵ͳǤͲͺǤʹͲͲ͹„‡–”ƒ…Š–‡–ȋšǦ…Š•‡ȌǤ‹‡ ›Ǧ…Š•‡†‡” ”ƒˆ‹‡œ—ƒ”–‹–‹‘͵—†ͳ͵•‹†Ž‘‰ƒ”‹–Š‹•…ŠǡƒŽŽ‡ò„”‹‰‡

”ƒˆ‹‡Ž‹‡ƒ”•ƒŽ‹‡”–Ǥ    Partition 1

3

11

Partition 2

10 9 8

2

7 6 5 4

1

3 2 1

0

0 31.08.2007 29.08.2007 27.08.2007 25.08.2007 23.08.2007 21.08.2007 19.08.2007 17.08.2007 15.08.2007 13.08.2007 11.08.2007 09.08.2007 07.08.2007 05.08.2007 03.08.2007 01.08.2007 30.07.2007 28.07.2007 26.07.2007 24.07.2007

31.08.2007

29.08.2007

27.08.2007

25.08.2007

23.08.2007

21.08.2007

19.08.2007

17.08.2007

15.08.2007

13.08.2007

11.08.2007

09.08.2007

07.08.2007

05.08.2007

03.08.2007

01.08.2007

30.07.2007

28.07.2007

26.07.2007

24.07.2007

0 1

31.08.2007 29.08.2007 27.08.2007 25.08.2007 23.08.2007 21.08.2007 19.08.2007 17.08.2007 15.08.2007 13.08.2007 11.08.2007 09.08.2007 07.08.2007 05.08.2007 03.08.2007 01.08.2007 30.07.2007 28.07.2007

0

0

26.07.2007

Partition 5

24.07.2007

31.08.2007 29.08.2007 27.08.2007 25.08.2007 23.08.2007 21.08.2007 19.08.2007 17.08.2007 15.08.2007 13.08.2007 11.08.2007 09.08.2007 07.08.2007 05.08.2007 03.08.2007 01.08.2007 30.07.2007 28.07.2007 26.07.2007 24.07.2007

2 5

Partition 6 3 7

Partition 4 3

Partition 3 10000

237 Anhang B: Felddaten (SGI Altix 4700)

1000

2

100

10

1



6

4

3

2

1

1

31.08.2007

29.08.2007

27.08.2007

25.08.2007

23.08.2007

21.08.2007

19.08.2007

17.08.2007

15.08.2007

13.08.2007

11.08.2007

09.08.2007

07.08.2007

05.08.2007

03.08.2007

01.08.2007

30.07.2007

28.07.2007

26.07.2007

24.07.2007

31.08.20…

29.08.20…

27.08.20…

25.08.20…

23.08.20…

21.08.20…

19.08.20…

17.08.20…

15.08.20…

13.08.20…

11.08.20…

09.08.20…

07.08.20…

05.08.20…

03.08.20…

01.08.20…

30.07.20…

28.07.20…

26.07.20…

24.07.20…



Anhang B: Felddaten (SGI Altix 4700)

238

0 0

31.08.2007 29.08.2007 27.08.2007 25.08.2007 23.08.2007 21.08.2007 19.08.2007 17.08.2007 15.08.2007 13.08.2007 11.08.2007 09.08.2007 07.08.2007 05.08.2007 03.08.2007 01.08.2007 30.07.2007 28.07.2007

0

0

26.07.2007

1 2

24.07.2007

31.08.2007 29.08.2007 27.08.2007 25.08.2007 23.08.2007 21.08.2007 19.08.2007 17.08.2007 15.08.2007 13.08.2007 11.08.2007 09.08.2007 07.08.2007 05.08.2007 03.08.2007 01.08.2007 30.07.2007 28.07.2007 26.07.2007 24.07.2007

3 7

Partition 10 4

Partition 9 9

Partition 8 4

Partition 7 3

2

3

2

1

1



8

6

5

4

2

3

1

31.08.2007

29.08.2007

27.08.2007

25.08.2007

23.08.2007

21.08.2007

19.08.2007

17.08.2007

15.08.2007

13.08.2007

11.08.2007

09.08.2007

07.08.2007

05.08.2007

03.08.2007

01.08.2007

30.07.2007

28.07.2007

26.07.2007

24.07.2007

31.08.2007

29.08.2007

27.08.2007

25.08.2007

23.08.2007

21.08.2007

19.08.2007

17.08.2007

15.08.2007

13.08.2007

11.08.2007

09.08.2007

07.08.2007

05.08.2007

03.08.2007

01.08.2007

30.07.2007

28.07.2007

26.07.2007

24.07.2007



0 0

31.08.2007 29.08.2007 27.08.2007 25.08.2007 23.08.2007 21.08.2007 19.08.2007 17.08.2007 15.08.2007 13.08.2007 11.08.2007 09.08.2007 07.08.2007 05.08.2007 03.08.2007 01.08.2007 30.07.2007 28.07.2007

0

1

26.07.2007

3 10

24.07.2007

31.08.2007 29.08.2007 27.08.2007 25.08.2007 23.08.2007 21.08.2007 19.08.2007 17.08.2007 15.08.2007 13.08.2007 11.08.2007 09.08.2007 07.08.2007 05.08.2007 03.08.2007 01.08.2007 30.07.2007 28.07.2007 26.07.2007 24.07.2007

6 100

Partition 14 9

Partition 13 1000

Partition 12 4

Partition 11 3

239 Anhang B: Felddaten (SGI Altix 4700)

2

3

2

1

1

8

7

5

4

2

1

31.08.2007

29.08.2007

27.08.2007

25.08.2007

23.08.2007

21.08.2007

19.08.2007

17.08.2007

15.08.2007

13.08.2007

11.08.2007

09.08.2007

07.08.2007

05.08.2007

03.08.2007

01.08.2007

30.07.2007

28.07.2007

26.07.2007

24.07.2007

31.08.2007

29.08.2007

27.08.2007

25.08.2007

23.08.2007

21.08.2007

19.08.2007

17.08.2007

15.08.2007 13.08.2007

11.08.2007

09.08.2007

07.08.2007

05.08.2007

03.08.2007

01.08.2007

30.07.2007

28.07.2007

26.07.2007

24.07.2007



Anhang B: Felddaten (SGI Altix 4700)

240

3

3

2

2

1

1

0

0

0

0

31.08.2007 29.08.2007 27.08.2007 25.08.2007 23.08.2007 21.08.2007 19.08.2007 17.08.2007 15.08.2007 13.08.2007 11.08.2007 09.08.2007 07.08.2007 05.08.2007 03.08.2007 01.08.2007 30.07.2007 28.07.2007 26.07.2007 24.07.2007

31.08.2007 29.08.2007 27.08.2007 25.08.2007 23.08.2007 21.08.2007 19.08.2007 17.08.2007 15.08.2007 13.08.2007 11.08.2007 09.08.2007 07.08.2007 05.08.2007 03.08.2007 01.08.2007 30.07.2007 28.07.2007 26.07.2007 24.07.2007

2 1

Partition 18 7

Partition 17 3

Partition 16 4

Partition 15 4



6

2

5

4

3

1

31.08.2007

29.08.2007

27.08.2007

25.08.2007

23.08.2007

21.08.2007

19.08.2007

17.08.2007

15.08.2007

13.08.2007

11.08.2007

09.08.2007

07.08.2007

05.08.2007

03.08.2007

01.08.2007

30.07.2007

28.07.2007

26.07.2007

24.07.2007

31.08.2007

29.08.2007

27.08.2007

25.08.2007

23.08.2007

21.08.2007

19.08.2007

17.08.2007

15.08.2007

13.08.2007

11.08.2007

09.08.2007

07.08.2007

05.08.2007

03.08.2007

01.08.2007

30.07.2007

28.07.2007

26.07.2007

24.07.2007



31.08.2007 29.08.2007 27.08.2007 25.08.2007 23.08.2007 21.08.2007 19.08.2007 17.08.2007 15.08.2007 13.08.2007 11.08.2007 09.08.2007 07.08.2007 05.08.2007 03.08.2007 01.08.2007 30.07.2007 28.07.2007 26.07.2007 24.07.2007



Partition 19 4

241 Anhang B: Felddaten (SGI Altix 4700)

3

2

1

0

242

Anhang C: Standardzellen-Makefile



Anhang C: Standardzellen-Makefile  # /*------------------------------------------------------------\ # | File

:

Makefile

# | Author :

Bernhard Fechner

| |

# \------------------------------------------------------------*/ ALLIANCE_BIN=$(ALLIANCE_TOP)/bin VASY

= $(ALLIANCE_BIN)/vasy

ASIMUT = $(ALLIANCE_BIN)/asimut BOOM

= $(ALLIANCE_BIN)/boom

BOOG

= $(ALLIANCE_BIN)/boog

LOON

= $(ALLIANCE_BIN)/loon

OCP

= $(ALLIANCE_BIN)/ocp

NERO

= $(ALLIANCE_BIN)/nero

COUGAR = $(ALLIANCE_BIN)/cougar LVX

= $(ALLIANCE_BIN)/lvx

DRUC

= $(ALLIANCE_BIN)/druc

S2R

= $(ALLIANCE_BIN)/s2r

DREAL

= $(ALLIANCE_BIN)/dreal

GRAAL

= $(ALLIANCE_BIN)/graal

XSCH

= $(ALLIANCE_BIN)/xsch

XPAT

= $(ALLIANCE_BIN)/xpat

XFSM

= $(ALLIANCE_BIN)/xfsm

TOUCH

= touch

TARGET_LIB

= $(ALLIANCE_TOP)/cells/sxlib

RDS_TECHNO_SYMB = $(ALLIANCE_TOP)/etc/techno-symb.rds RDS_TECHNO

= $(ALLIANCE_TOP)/etc/sx013.rds

SPI_MODEL

= $(ALLIANCE_TOP)/etc/spimodel.cfg

METAL_LEVEL

= 6

# /*------------------------------------------------------------\ # |

Environment

|

# \------------------------------------------------------------*/ ENV_BOOM = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME ENV_BOOG = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO; MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO; MBK_TARGET_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_TARGET_LIB; MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME ENV_LOON = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO; MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO; MBK_TARGET_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_TARGET_LIB;

243

Anhang C: Standardzellen-Makefile MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME ENV_ASIMUT_VASY = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; MBK_CATAL_NAME=CATAL_ASIMUT_VASY; export MBK_CATAL_NAME; MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO; MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO ENV_ASIMUT_SYNTH = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME; MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO; MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO ENV_OCP =

MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO;

MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO; MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME ENV_NERO =

MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO;

MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO; MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME ENV_COUGAR_SPI =

MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; MBK_IN_LO=spi; export MBK_IN_LO;

MBK_OUT_LO=spi; export MBK_OUT_LO; MBK_SPI_MODEL=$(SPI_MODEL); export MBK_SPI_MODEL; MBK_SPI_ONE_NODE_NORC="true"; export MBK_SPI_ONE_NODE_NORC; MBK_SPI_NAMEDNODES="true"; export MBK_SPI_NAMEDNODES; RDS_TECHNO_NAME=$(RDS_TECHNO); export RDS_TECHNO_NAME; RDS_IN=cif; export RDS_IN; RDS_OUT=cif; export RDS_OUT; MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME ENV_COUGAR =

MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; MBK_IN_LO=al; export MBK_IN_LO;

MBK_OUT_LO=al; export MBK_OUT_LO; RDS_TECHNO_NAME=$(RDS_TECHNO); export RDS_TECHNO_NAME; RDS_IN=cif; export RDS_IN; RDS_OUT=cif; export RDS_OUT; MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAMEENV_LVX =

MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB;

MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO; MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO; MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME ENV_DRUC = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; RDS_TECHNO_NAME=$(RDS_TECHNO_SYMB); export RDS_TECHNO_NAME; MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME ENV_S2R

= MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB;

RDS_TECHNO_NAME=$(RDS_TECHNO); export RDS_TECHNO_NAME; RDS_IN=cif; export RDS_IN; RDS_OUT=cif; export RDS_OUT; MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME

244

Anhang C: Standardzellen-Makefile

all: $(ENV_ASIMUT_VASY); $(ASIMUT) -b -c $1 $(ENV_BOOM); $(BOOM) -V -l 3 -d 50 $1 $1_boom $(ENV_BOOG); $(BOOG) $1_boom $(ENV_LOON); $(LOON) $1_boom $1_loon $(ENV_OCP); $(OCP) -v -gnuplot -ring $1_loon $1 $(ENV_NERO); $(NERO) -V -$(METAL_LEVEL) -p $1 $1_loon $1 $(ENV_COUGAR_SPI); $(COUGAR) -v -ac $1 $1_e $(ENV_COUGAR_SPI); $(COUGAR) -v -ar $1 $1_erc $(ENV_COUGAR); $(COUGAR) -v -ar $1 $1_erc $(ENV_COUGAR); $(COUGAR) -v -ac $1 $1_e $(ENV_COUGAR); $(COUGAR) -v -ac -t $1 $1_et $(ENV_COUGAR_SPI); $(COUGAR) -v -ac -t $1 $1_et $(ENV_COUGAR); $(ENV_S2R); $(COUGAR) -v -ac $1 $1_real $(ENV_COUGAR); $(ENV_S2R); $(COUGAR) -v -t -ac $1 $1_real_t $(ENV_LVX); $(LVX) vst al $1_loon $1_e -f $(ENV_DRUC); $(DRUC) $1 $(ENV_S2R); $(S2R) -v $1

transistors: @echo "Number of transistors";\ grep -c "^T" $1_real_t.al capacity: $(ENV_COUGAR); $(ENV_S2R); $(COUGAR) -v -t -ac $1 $1_real_t

# /*------------------------------------------------------------\ # |

Clean

|

# \------------------------------------------------------------*/ realclean : clean

clean

: $(RM) -f

*.vst *.spi *.boom *.done *.xsc *.gpl \ *.ap *.drc *.dat *.gds *.cif *.rep \ *.log *.out *.raw *.al



 Literaturverzeichnis

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Literaturverzeichnis ȏͳȐ ‰ƒ”™ƒŽǡǤ‡–ƒŽǤThe MIT Alewife Machine: Architecture and PerformanceǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ ʹʹ† –ǯŽǤ›’Ǥ‘‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡ȋ ǯͻͷȌǡǤʹȂͳ͵ǡͳͻͻͷǤ ȏʹȐ ‰ƒ”™ƒŽǡ Ǥ Performance Tradeoffs in Multithreaded ProcessorsǤ  ”ƒ•Ǥ ‘ ƒ”ƒŽŽ‡Ž ƒ†‹•–”‹„—–‡†›•–‡•ǡƒ†͵ǡ‡ˆ–ͷǡǤͷʹͷȂͷ͵ͻǡͳͻͻʹǤ ȏ͵Ȑ ‰ƒ”™ƒŽǡǤǡ—„‹ƒ–‘™‹…œǡ Ǥ‡–ƒŽǤSparcle: An Evolutionary Processor Design for MultiprocessorsǤ ‹…”‘ǡƒ†ͳ͵ǡ‡ˆ–͵ǡǤͶͺǦ͸ͳǡͳͻͻ͵Ǥ ȏͶȐ ‰”ƒ™ƒŽǡ Ǥ Fault Tolerance in Multiprocessor Systems Without Dedicated RedundancyǤ ”ƒ•Ǥ‘‘’—–‡”•ǡƒ†͵͹ǡ‡ˆ–͵ǡǤ͵ͷͺǦ͵͸ʹǡͳͻͺͺǤ ȏͷȐ ƒ”›ǡǤA Dynamic Multithreading Processor. ‹••‡”–ƒ–‹‘ǡ‡’ƒ”–‡–‘ˆŽ‡…–”‹…ƒŽƒ† ‘’—–‡”‰‹‡‡”‹‰ǡ‘”–Žƒ†–ƒ–‡‹˜‡”•‹–›ȋǦǦͳͻͻͺͳͳȌǡͳͻͻͺǤ ȏ͸Ȑ ƒ”›ǡ Ǥǡ ”‹•…‘ŽŽǡ ǤǤ A dynamic multithreading processorǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ͵ͳ•– –ǯŽǤ ›’Ǥ‘‹…”‘ƒ”…Š‹–‡…–—”‡ȋ Ǧ͵ͳȌ,Ǥʹʹ͸Ǧʹ͵͸ǡͳͻͻͺǤ ȏ͹Ȑ ”„‡‹–•‰”—’’‡ †‡” ƒ…Š”‹…Š–‡–‡…Š‹•…Š‡ ‡•‡ŽŽ•…Šƒˆ– ‹  ȋ Ȍǣ Zuverlässigkeitsbegriffe im Hinblick auf komplexe Software und Hardwareȋ Ǧ’ˆ‡ŠŽ—‰͵ͲͲͶȌǢƒ…ŠǦ ”‹…Š–‡–‡…Š‹•…Š‡‡‹–•…Š”‹ˆ–ǡƒ†͵ͷǡ”ǤͷǡǤ͵ʹͷǦ͵͵͵ǡͳͻͺʹǤ ȏͺȐ ”‘Ž†ǡǤǤǡ •–‹–—–‡ˆ‘”ƒ–Š‡ƒ–‹…•ƒ†‹–•’’Ž‹…ƒ–‹‘•ȋ ȌǤThe Patriot Missile FailureǤŠ––’ǣȀȀ™™™Ǥ‹ƒǤ—Ǥ‡†—Ȁ̱ƒ”‘Ž†Ȁ†‹•ƒ•–‡”•Ȁ’ƒ–”‹‘–ǤŠ–ŽǤ‡˜‹•‹‘˜‘ ʹ͵ǤͲͺǤʹͲͲͲȀ‹–‹‡”–ƒ͵ͲǤͳͳǤʹͲͲ͹Ǥ ȏͻȐ —•–‹ǡǤǤ DIVA: A Dynamic Approach to Microprocessor Verification. ‘—”ƒŽ‘ˆ •–”—…Ǧ –‹‘‡˜‡Žƒ”ƒŽŽ‡Ž‹•ǡƒ†ʹǡʹͲͲͲ. ȏͳͲȐ —•–‹ǡ ǤǤ DIVA: A Reliable Substrate for Deep Submicron Microarchitecture DesignǤ  ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡͵ʹ† –ŽǤ›’Ǥ‘‹…”‘ƒ”…Š‹–‡…–—”‡ȋ Ǧ͵ʹȌǡǤͳͻ͸ǦʹͲ͹ǡͳͻͻͻǤ ȏͳͳȐ ƒ‘ǡǤAlpha 21364:A Scalable Single-Chip SMPǤͳͳ–Š‹…”‘’”‘…‡••‘” ‘”—ǡͳͻͻͺǤ ȏͳʹȐ ƒ”–Šǡ ǤApplying Computer Simulation Tools to Radiation Effects ProblemsǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ —…Ž‡ƒ”’ƒ…‡ƒ†‹ƒ–‹‘ˆˆ‡…–•‘ˆǤȋǯͻ͹ȌǡŠ‘”–‘—”•‡ǡͳͻͻ͹Ǥ ȏͳ͵Ȑ ƒ••ǡ ǤǤǡƒ–‹ˆǦŠƒ„‰ƒŠ‹ǡ Ǥǡ‡‡––ǡǤExperimental Comparison of Voting Algorithms in Cases of DisagreementǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹ͵”†—”‘‹…”‘‘ˆ‡”‡…‡ǡǤͷͳ͸Ǧͷʹ͵ǡͳͻͻ͹Ǥ ȏͳͶȐ ƒ—ƒǡǤSilicon Amnesia: A Tutorial on Radiation Induced Soft ErrorsǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ –ǯŽǤ‡Ž‹ƒ„‹Ž‹–›Š›•‹…•›’Ǥǡ—–‘”‹ƒŽǤʹͲͲͳǤ

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Literaturverzeichnis

ȏͳͷȐ ƒ—ƒǡ Ǥ Soft errors in commercial semiconductor technology: Overview and scaling trendsǤ  ‡Ž‹ƒ„‹Ž‹–› Š›•‹…• —–‘”‹ƒŽ ‘–‡•ǡ ‡Ž‹ƒ„‹Ž‹–› —†ƒ‡–ƒŽ•ǡ Ǥ ͳʹͳ̴ͲͳǤͳ Ǧ ͳʹͳ̴ͲͳǤͳͶǡʹͲͲʹǤ ȏͳ͸Ȑ ƒ—ƒǡ Ǥǡ ‹–Šǡ Ǥ Neutron-induced boron fission as a major source of soft errors in deep submicron SRAM devicesǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡͵ͺ–Š –ǯŽǤ‡Ž‹ƒ„‹Ž‹–›Š›•‹…•›’ǤǡǤͳͷʹǦ ͳͷ͹ǡʹͲͲͲǤ ȏͳ͹Ȑ ƒ—‡‹•–‡”ǡǤDevelopment and Characterisation of a Radiation Hard Readout Chip for the LHCb-ExperimentǤ‹••‡”–ƒ–‹‘ǡ—’‡”–‘Ǧƒ”‘Žƒ‹˜‡”•‹–¡–‡‹†‡Ž„‡”‰ǡʹͲͲ͵Ǥ ȏͳͺȐ ‡ŽŽƒ‘—ƒ”ǡ Ǥǡ Žƒ•”›ǡ Ǥ Ǥ Low power digital VLSI design: circuits and systemsǤ Ž—™‡” …ƒ†Ǥ—„ŽǤǡ ͲǦ͹ͻʹ͵Ǧͻͷͺ͹ǦͷǡͳͻͻͷǤ ȏͳͻȐ ‹†‡”ǡǤ‡–ƒŽǤSatellite Anomalies from Galactic Cosmic RaysǤ ”ƒ•Ǥ‘—…Ž‡ƒ”…‹Ǧ ‡…‡ǡƒ†ʹʹǡ‡ˆ–͸ǡǤʹ͸͹ͷǦʹ͸ͺͲǡͳͻ͹ͷǤ ȏʹͲȐ ‘‰‰•ǡ Ǥǡ ƒ–Šƒǡ Ǥ ‡– ƒŽǤ The Microarchitecture of the Intel® Pentium® 4 Processor on 90nm TechnologyǤ –‡Ž‡…Š‘Ž‘‰› ‘—”ƒŽǡƒ†ͺǡ‡ˆ–ͳǡǤͶǦͳͷǡʹͲͲͶǤ ȏʹͳȐ ‘†ƒ˜ƒŽŽ‹ǡǤ‡–ƒŽǤThreshold-Based Mechanisms to Discriminate Transient from Intermittent FaultsǤ ”ƒ•Ǥ‘‘’—–‡”•ǡƒ†Ͷͻǡ‡ˆ–͵ǡǤʹ͵ͲǦʹͶͷǡʹͲͲͲǤ ȏʹʹȐ ‘‡”–ǡǤVon Zellen und ProzessorenǤ…̵–ƒ‰ƒœ‹ˆò”‘’—–‡”–‡…Š‹ǡ‡‹•‡‡”Žƒ‰ǡǤ ͳͺˆˆǡͷȀʹͲͲͷǤ ȏʹ͵Ȑ ”‡ŠǡǤǡƒ†‡”ǡǤǡ„‡”ǡǤǡ‡‹„‹œǦ‡…Š‡œ‡–”—ȋȌ†‡”ƒ›‡”‹•…Š‡ƒ†‡‹‡ †‡”‹••‡•…Šƒˆ–‡ǡHardware Description of HLRB IIǡŠ––’ǣȀȀ™™™ǤŽ”œǦ —‡…Š‡Ǥ†‡Ȁ•‡”˜‹…‡•Ȁ…‘’—–‡ȀŠŽ”„ȀŠƒ”†™ƒ”‡Ǥ‡˜‹•‹‘˜‘ʹͻǤͲ͵ǤʹͲͲ͹Ȁ‹–‹‡”–ƒ ͵ͲǤͳͳǤʹͲͲ͹Ǥ ȏʹͶȐ ”‹°”‡ǡ Ǥǡ ”ƒ˜‡”•‡ǡ Ǥ AIRBUS A320/A330/A340 Electrical Flight Controls: A Family of Fault-Tolerant SystemsǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ʹ͵”† –ǯŽǤ ›’Ǥ ‘ ƒ—Ž–Ǧ ‘Ž‡”ƒ– ‘’—–‹‰ ȋ Ǧʹ͵ȌǡǤ͸ͳ͸Ǧ͸ʹ͵ǡͳͻͻ͵Ǥ ȏʹͷȐ Ǧ  ‡ƒ ‹  Ȁ ͸Ȁ ƒ„‘”Ǥ Alliance

CAD

SystemǤ ƒŽŽ‹ƒ…‡Ǧ

•—’’‘”–̷ƒ•‹ǤŽ‹’͸Ǥˆ”ǡ‘ˆ–™ƒ”‡ǡ‹˜‡”•‹–±Ǥ‡–Ǥ—”‹‡ǡƒ”‹•ǤͳͻͻͳǦʹͲͲ͹Ǥ ȏʹ͸Ȑ ƒ””‡‹”ƒǡ Ǥǡ‹Ž˜ƒǡ Ǥ Ǥ Why do Some (weird) People Inject Faults?     ‘ˆ–™ƒ”‡ ‰‹‡‡”‹‰‘–‡•ǡƒ†ʹ͵ǡ‡ˆ–ͳǡǤͶʹǦͶ͵ǡͳͻͻͺǤ ȏʹ͹Ȑ Šƒ‰ǡǤǤǡœ‡ǡǤǤULSI TechnologyǤ… ”ƒ™Ǧ‹ŽŽǡ ͲǦͲ͹ǦͲ͸͵Ͳ͸ʹǦ͵ǡͳͻͻ͸Ǥ ȏʹͺȐ Šƒ’’‡ŽŽǡ ǤǤǡ –ƒ”ǡ Ǥǡ ‹ǡ ǤǤǡ ‡‹Šƒ”†–ǡ ǤǤǡ ƒ––ǡ Ǥ Simultaneous Subordinate Microthreading (SSMT). ”‘…Ǥ ‘ˆ–Š‡ʹ͸–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡ȋ Ǧʹ͸Ȍǡ Ǥͳͺ͸ǦͳͻͷǡͳͻͻͻǤ

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ȏʹͻȐ Žƒ”ǡǤǤThe Lincoln TX-2 Computer DevelopmentǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ ‡•–‡” ‘‹–‘Ǧ ’—–‡”‘ˆ‡”‡…‡ȋ ȌǡǤͳͶ͵ǦͳͶͷǡͳͻͷ͹Ǥ ȏ͵ͲȐ Žƒ”‡ǡǤǤǡ ”—„‡”‰ǡǤǡ‡Ž‡†ǡǤǤModel CheckingǤ ”‡••ǡ ͲǦʹ͸ʹǦͲ͵ʹ͹ͲǦͺǡ ʹͲͲͲǤ ȏ͵ͳȐ ‘ŽŽ°‰‡†̵‡š’‡”–•…Šƒ”‰±†—…‘–”ØŽ‡†‡••›•–°‡•†‡˜‘–‡‡–†‡†±’—‹ŽŽ‡‡– ƒ—–‘ƒ–‹•±•ǡ”ƒ’’‘”–…‘…‡”ƒ–Ž‡•±Ž‡…–‹‘•†—ͳͺƒ‹ͳͲͲ͵ȋ„•…Š‹––ͷǤ͵Ǥ͹Ȍǡ Š––’ǣȀȀ™™™Ǥ’‘—”‡˜ƒǤ„‡Ȁ  Ȁ’†ˆȀƒ’’‘”–š’‡”–•ʹͲͲ͵Ǥ’†ˆǤ‡˜‹•‹‘˜‘ͲʹǤͲ͸ǤʹͲͲ͵Ȁ ‹–‹‡”–ƒͳͺǤͲͳǤʹͲͲͺǤ ȏ͵ʹȐ ‘•–ƒ–‹‡•…—ǡǤTrends and Challenges in VLSI Circuit ReliabilityǤ ‹…”‘ǡƒ†ʹ͵ǡ ‡ˆ–ͶǡǤͳͶǦͳͻǡʹͲͲ͵Ǥ ȏ͵͵Ȑ ”ƒ› …Ǥ—’‡”…‘’—–‡”•ǤCRAY MTA-The Promise of Parallelism RealizedǤ Š‹–‡’ƒ’‡”ǡŠ––’ǣȀȀ™™™Ǥ…”ƒ›Ǥ…‘Ȁ’”‘†—…–•Ȁ•›•–‡•Ȁ–ƒȀ–ƒǤ’†ˆǡʹͲͲͲȋ‰‡’”òˆ–ƒ ͵ͲǤͳͳǤʹͲͲ͹ȌǤ ȏ͵ͶȐ —–”‹‰Š–ǡ Ǥǡ ‡Ž‘‰ǡ Ǥǡ ‘Š•‘ǡ Ǥ Generic Processor Fault ModelǤ ‡…Š‹•…Š‡” ‡”‹…Š– ǦǦǦͲͲͶǡ ‹˜‡”•‹–› ‘ˆ ‹”‰‹‹ƒǡ ‡–‡” ˆ‘” ƒˆ‡–›Ǧ”‹–‹…ƒŽ ›•–‡•ǡ —‰—•– ʹͲͲ͵Ǥ ȏ͵ͷȐ œ‡…ǡǤǤǡ‹‡™‹‘”‡ǡǤǤEffects of Transient Gate-Level Faults on Program Behavior.  ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹͲ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ–‘’—–‹‰ȋ ǦʹͲȌǡǤʹ͵͸ǦʹͶ͵ǡͳͻͻͲǤ ȏ͵͸Ȑ ƒ”…›ǡ ǤǤ ǡ”‡†‡”ǡǤ ǤUsing Simulation to Develop and Port SoftwareǤ‹‰‹–ƒŽ‡…ŠǦ ‹…ƒŽ ‘—”ƒŽǡƒ†Ͷǡ‡ˆ–Ͷǡ’‡…‹ƒŽ ••—‡ǡͳͻͻʹǤ ȏ͵͹Ȑ ‡—–•…Š‡• •–‹–—–ˆò”‘”—‰ǤZuverlässigkeit; BegriffeǤ ͶͲͲͶͳǣͳͻͻͲǦͳʹǤ ȏ͵ͺȐ ‹‡ˆ‡†‘”ˆˆǡǤCompaq Chooses SMT for AlphaǤ‹…”‘’”‘…‡••‘”‡’‘”–ǡƒ†ͳ͵ǡ‡ˆ–ͳ͸ǡ ͳͻͻͻǤ ȏ͵ͻȐ ‘„„‡”’—ŠŽǡ Ǥ ‡– ƒŽǤ A 200-MHz 64-b Dual-Issue CMOS MicroprocessorǤ  ‘—”ƒŽ ‘ˆ ‘Ž‹†Ǧ–ƒ–‡‹”…—‹–•ǡƒ†ʹ͹ǡ‡ˆ–ͳͳǡǤͳͷͷͷǦͳͷ͸͹ǡͳͻͻʹǤ ȏͶͲȐ ‘”‘œŠ‡˜‡–•ǡǤǡ‘Ž…‘––ǡǤThe El’brus-3 and MARS-M: recent advances in Russian highperformance computingǤ ‘—”ƒŽ‘ˆ—’‡”…‘’—–‹‰ǡƒ†͸ǡ‡ˆ–ͳǡǤͷǦͶͺǡͳͻͻʹǤ ȏͶͳȐ ”‡••‡†‘”ˆ‡”ǡ Ǥ Ǥǡ ƒǡ Ǥ Ǥ ȋ”•‰ǤȌǤ Ionizing Radiation Effects in MOS Devices and Circuitsǡ‹Ž‡› –‡”•…‹‡…‡ǡ ͲǦͶ͹ͳͺǦͶͺͻ͵ǦǡͳͻͺͻǤ ȏͶʹȐ …Š–Ž‡ǡ Ǥ FehlertoleranzverfahrenǤ –—†‹‡”‡‹Š‡ ˆ‘”ƒ–‹ǡ ’”‹‰‡”Ǧ‡”Žƒ‰ǡ  ͵Ǧ ͷͶͲͷǦʹ͸ͺͲǦ͵ǡͳͻͻͲǤ ȏͶ͵Ȑ …Š–Ž‡ǡǤǡ‹œǡǤǡ‹‘Ž‘˜ǡǤOn Hardware Fault Diagnosis by Diverse SoftwareǤ ”‘…Ǥ‘ˆ –Š‡ͳ͵–Š –ǯŽǤ‘ˆ‡”‡…‡‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ–›•–‡•ƒ†‹ƒ‰‘•–‹…•ǡǤ͵͸ʹȂ͵͸͹ǡͳͻͻͲǤ

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Literaturverzeichnis

ȏͶͶȐ …Š–Ž‡ǡ Ǥǡ ‹Ž˜ƒǡ Ǥ Ǥ Fehlerinjektion – ein Mittel zur Bewertung der Maßnahmen gegen Fehler in komplexen RechensystemenǤ ˆ‘”ƒ–‹ ’‡–”— ƒ† ʹͳǡ ‡ˆ– ͸ǡ Ǥ ͵ʹͺǦ͵͵͸ǡ ͳͻͻͺǤ ȏͶͷȐ ‰‰‡”•ǡǤǡ‡”ǡ Ǥǡ‡˜›ǡǤǡ‘ǡ Ǥǡ–ƒǡǤǡ—ŽŽ•‡ǡǤSimultaneous Multithreading: A Platform for Next-Generation ProcessorsǤ ‹…”‘ǡƒ†ͳ͹ǡ‡ˆ–ͷǡǤͳʹȂͳͻǡͳͻͻ͹Ǥ ȏͶ͸Ȑ Ž†”‡†ǡǤǤTest Routines Based on Symbolic Logic StatementsǤ ‘—”ƒŽ‘ˆ–Š‡ǡƒ† ͸ǡǤ͵͵Ǧ͵͸ǡͳͻͷͻǤ ȏͶ͹Ȑ ŽǦ‘—”•›ǡǤǡŽ„‘‡•‹ǡǤǤFront-End Policies for Improved Issue Efficiency in SMT Processors. ”‘…Ǥ ‘ˆ–Š‡ͻ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘‹‰ŠǦ‡”ˆ‘”ƒ…‡‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡ȋǦ ͻȌǡǤ͵ͳǦ͵ͻǡʹͲͲ͵Ǥ ȏͶͺȐ ‡”ǡ ǤǤMultiplying Alpha PerformanceǤͳʹ–Š‹…”‘’”‘…‡••‘” ‘”—ǡͳͻͻͻǤ ȏͶͻȐ ƒ……‹‘ǡ Ǥ‡–ƒŽǤSEU effects in registers and in a Dual-Ported Static RAM designed in a 0.25 μm CMOS technology for applications in the LHCǡȀȀͻͻǦ͵͵ǡǤͷ͹ͳˆˆǡͳͻͻͻǤ ȏͷͲȐ ƒ……‹‘ǡ ǤRadiation Effects in the Electronics for CMOSǡ—–‘”‹ƒŽ…”‹’–ǡǡͳͻͻͻǤ ȏͷͳȐ ‡…Š‡”ǡ Ǥ A Fault-Tolerant Dynamic Fetch Policy for SMT Processors in Multi-Bus EnvironmentsǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ͷ–Š –ǯŽǤ ›’Ǥ ‘ ƒ”ƒŽŽ‡Ž ‘’—–‹‰ ‹ Ž‡…–”‹…ƒŽ ‰‹‡‡”‹‰ ȋǦͷȌǡǤ͵ͳǦ͵͸ǡʹͲͲ͸Ǥ ȏͷʹȐ ‡…Š‡”ǡǤA Result Propagation Scheme for Redundant Multithreaded SystemsǤ ”‘…Ǥ‘ˆ –Š‡ʹͲͲ͸ –ǯŽǤ‘ˆǤ‘ƒ”ƒŽŽ‡Žƒ†‹•–”‹„—–‡†”‘…‡••‹‰‡…Š‹“—‡•ƒ†’’Ž‹…ƒ–‹‘• ȋ̵Ͳ͸Ȍ,Ǥ͸ͶǦ͸ͻǡʹͲͲ͸Ǥ ȏͷ͵Ȑ ‡…Š‡”ǡ Ǥ Analysis of Checksum-Based Execution Schemes for Pipelined ProcessorsǤ  ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ͳͳ–Š‘”•Š‘’‘‡’‡†ƒ„Ž‡ƒ”ƒŽŽ‡Žǡ‹•–”‹„—–‡†ƒ†‡–™‘”Ǧ‡–”‹…›•Ǧ –‡•ȋǦͳͳȌǡʹͲͲ͸Ǥ ȏͷͶȐ ‡…Š‡”ǡǤMicrocode with Embedded Timing ConstraintsǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡̵Ͳ͸‘”Ǧ •Š‘’‘‡’‡†ƒ„‹Ž‹–›ƒ† ƒ—Ž–‘Ž‡”ƒ…‡ǡǤͶͷǦͷͳǡʹͲͲ͸Ǥ ȏͷͷȐ ‡…Š‡”ǡǤǡƒŽ–‡”ǡǤPorting a portable computer architecture platformǤʹͲ–ŠǦ ‹˜‡”•ƒ”›‘ˆ‡”‡…‡ǡʹͲͲ͹Ǥ ȏͷ͸Ȑ ‡…Š‡”ǡǤǡ ‡ŽŽ‡”ǡ Ǥ A Fault-Tolerant Voting Scheme for Multithreaded Environments.  ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡Ͷ–Š –ǯŽǤ‘ˆǤ‘ƒ”ƒŽŽ‡Ž‘’—–‹‰‹Ž‡…–”‹…ƒŽ‰‹‡‡”‹‰ȋǦͶȌǡǤ ʹ͵͹Ǧʹ͵ͻǡʹͲͲͶǤ ȏͷ͹Ȑ ‹•Š‡”ǡ ǤǤǡ ƒ”ƒ„‘•…Š‹ǡǤǡ‘—‰ǡǤEmbedded Computing. A VLIW Approach to Architecture, Compilers, and toolsǡ‘”‰ƒƒ—ˆƒǡ ͳǦͷͷͺ͸ǦͲ͹͸͸ǦͺǡʹͲͲͷǤ

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ȏͷͺȐ ‘Ž‡••‘ǡǤAssessment and Comparison of Physical Fault Injection TechniquesǤ‹••‡”–ƒǦ –‹‘ǡŠƒŽ‡”•‹˜‡”•‹–›‘ˆ‡…Š‘Ž‘‰›ǡ ږ‡„‘”‰ǡ…Š™‡†‡ǡͳͻͻͻǤ ȏͷͻȐ ”ƒŽ‹ǡ Ǥ A study of time redundant fault tolerance techniques for superscalar processorsǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡  –ǯŽǤ‘”•Š‘’‘‡ˆ‡…–ƒ† ƒ—Ž–‘Ž‡”ƒ…‡‹ ›•–‡•ǡ ͳͻͻͷǡǤʹͲ͹ǦʹͳͷǤ ȏ͸ͲȐ ”‡‡ƒǡǤǤCritical charge calculations for a bipolar SRAM arrayǤ  ‘—”ƒŽ‘ˆ‡Ǧ •‡ƒ”…Šƒ†‡˜‡Ž‘’‡–ǡƒ†ͶͲǡ‡ˆ–ͳǡǤͳͳͻǦͳʹͻǡͳͻͻ͸Ǥ ȏ͸ͳȐ —…Š•ǡǤAn Evaluation of the Error Detection Mechanisms in MARS Using Software Implemented Fault InjectionǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ʹ† —”‘’‡ƒ ‡’‡†ƒ„Ž‡ ‘’—–‹‰ ‘ˆ‡”‡…‡ ȋǦʹȌǡǤ͹͵ǦͻͲǡͳͻͻ͸Ǥ ȏ͸ʹȐ Žƒ•‘™•›ǡǤǤPrescott Pushes Pipelining LimitsǤ‹…”‘’”‘…‡••‘”‡’‘”–ǡʹͲͲͶǤ ȏ͸͵Ȑ ‹ƒ†›ǡǤǡ ƒŽ•ƒˆ‹ǡǤSpeculative sequential consistency with little custom storageǤ ”‘…Ǥ ‘ˆ–Š‡ͳͲ–Š –ǯŽǤ‘ˆ‡”‡…‡‘ƒ”ƒŽŽ‡Ž”…Š‹–‡…–—”‡•ƒ†‘’‹Žƒ–‹‘‡…Š‹“—‡•ȋǦ ͳͲȌǡǤͳ͹ͻǦͳͺͺǡʹͲͲʹǤ ȏ͸ͶȐ ‘ƒƒǡǤǡ…ƒ”„”‘—‰ŠǡǤǡ‹Œƒ›—ƒ”ǡǤǤǡ‘‡”ƒœǡ ǤTransient fault recovery for chip multiprocessorsǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ͵Ͳ–Š –ǯŽǤ ›’Ǥ ‘ ‘’—–‡” ”…Š‹–‡…–—”‡ ȋ Ǧ͵ͲȌǡ Ǥ ͻͺǦͳͲͻǡʹͲͲ͵Ǥ ȏ͸ͷȐ ‘ƒƒǡǤǡ‹Œƒ›—ƒ”ǡǤǤOpportunistic transient-fault detectionǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡͵ʹ† –ǯŽǤ›’Ǥ‘‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡ȋ Ǧ͵ʹȌǡǤͳ͹ʹǦͳͺ͵ǡʹͲͲͷǤ ȏ͸͸Ȑ ”ò‡™ƒŽ†ǡ Ǥǡ ‰‡”‡”ǡ ŠǤ Towards Extremely Fast Context Switching in a Blockmultithreaded ProcessorǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹʹ†—”‘‹…”‘‘ˆ‡”‡…‡ǡǤͷͻʹǦͷͻͻǡͳͻͻ͸Ǥ ȏ͸͹Ȑ ”ò‡™ƒŽ†ǡǤǡ‰‡”‡”ǡŠǤ A Multithreaded Processor Designed for Distributed Shared Memory SystemsǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡‘ˆ‡”‡…‡†˜ƒ…‡•‹ƒ”ƒŽŽ‡Žƒ†‹•–”‹„—–‡†‘’—–Ǧ ‹‰ȋ̵ͻ͹ȌǡǤʹͲ͸Ȃʹͳ͵ǡͳͻͻ͹Ǥ ȏ͸ͺȐ —Žƒ–‹ǡǤǡƒ‰Š‡”œƒ†‡ŠǡǤPerformance Study of a Multithreaded Superscalar MicroprocessorǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ –ǯŽǤ›’Ǥ‘‹‰Š‡”ˆ‘”ƒ…‡‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡ȋǯͻ͸Ȍǡ ǤʹͻͳǦ͵Ͳͳǡ ‡„Ǥͳͻͻ͸Ǥ ȏ͸ͻȐ —‡–Ž‘ǡǤǡƒ”Ž••‘ Ǥǡ‘ǡ ǤEvaluation of Error Detection Schemes Using Fault Injection by Heavy-ion RadiationǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ͳͻ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ–‘’—–‹‰ ȋ ǦͳͻȌǡǤ͵ͶͲǦ͵Ͷ͹ǡͳͻͺͻǤ ȏ͹ͲȐ ƒ‹Ž–‘ǡǤǤǡ‡”–™‹‰ǡǤǡ”ƒ‹Ž‘‰Ž—ǡǤSelf Recovering Controller and Datapath CodesignǤ ‡•‹‰ǡ—–‘ƒ–‹‘ƒ†‡•–‹—”‘’‡ȋȌǡǤͷͻ͸Ǧ͸ͲͳǡͳͻͻͻǤ

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Literaturverzeichnis

ȏ͹ͳȐ ƒǡ Ǥǡ Š‹ǡ Ǥ Ǥǡ ‘•‡„‡”‰ǡ ǤǤ Doctor: An Integrated Software Fault-Injection Environment for Distributed Real-Time SystemsǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹ† –ǯŽǤ‘’—–‡”‡”ˆ‘”ƒ…‡ ƒ†‡’‡†ƒ„‹Ž‹–››’Ǥȋ ǦʹȌǡǤʹͲͶǦʹͳ͵ǡͳͻͻͷǤ ȏ͹ʹȐ ‡ŽŽ‡„”ƒ†ǡǤǡ—†‡”Ž‹…ŠǡǤAn Efficient Procedure for the Synthesis of Fast Self-Testable Controller StructuresǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ –ǯŽǤ ‘ˆǤ ‘ ‘’—–‡”Ǧ‹†‡† ‡•‹‰ǡ Ǥ ͳͳͲǦͳͳ͸ǡ ͳͻͻͶǤ ȏ͹͵Ȑ ‡‡•‡›ǡ ǤNew Directions in Processor DesignǤ‡›‘–‡ͳʹ–Š‹…”‘’”‘…‡••‘” ‘”—ǡ ͳͻͻͻǤ ȏ͹ͶȐ ‡‡••›ǡ Ǥǡƒ––‡”•‘ǡǤComputer Architecture - A Quantitative ApproachǤͶǤ—•‰Ǥ‘”Ǧ ‰ƒƒ—ˆƒǡ ͲǦͳʹ͵͹ǦͲͶͻͲǦͳǡʹͲͲ͹Ǥ ȏ͹ͷȐ ‹–‘ǡ Ǥ‡–ƒŽǤThe Microarchitecture of the Pentium 4 ProcessorǤ –‡Ž‡…Š‘Ž‘‰› ‘—”Ǧ ƒŽǡͳȋͻȌǡʹͲͲͳǤ ȏ͹͸Ȑ ‹”ƒ–ƒǡǤ‡–ƒŽǤElementary Processor with Simultaneous Instruction Issuing from Multiple ThreadsǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ͳͻ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡ȋ ǦͳͻȌǡǤͳ͵͸Ǧ ͳͶͷǡͳͻͻʹǤ ȏ͹͹Ȑ ‘Ž‡•Ǧ‹‡†Ž‡ǡǤǡ†ƒ•ǡǤHandbook of Radiation EffectsǤšˆ‘”†‹˜‡”•‹–›”‡••ǡ  ͲǦͳͻǦͺͷ͸͵Ͷ͹Ǧ͹ǡͳͻͻ͵Ǥ ȏ͹ͺȐ •—‡ŠǡǤǤǡ•ƒ‹ǡǤǤǡ ›‡”ǡǤǤFault Injection Techniques and ToolsǤ ”ƒ•Ǥ‘ ‘’—–‡”•ǡƒ†͵Ͳǡ‡ˆ–ͶǡǤ͹ͷǦͺʹǡͳͻͻ͹Ǥ ȏ͹ͻȐ òŽ•‡„—•…Šǡ Ǥ Multicore-Techniken im Vergleich. Krieg der Kerne. ‹ ƒ‰ƒœ‹ ˆò” ’”‘ˆ‡••‹‘‡ŽŽ‡ ˆ‘”ƒ–‹‘•–‡…Š‹ǡ‡‹•‡‡”Žƒ‰ǡǤͶ͸ˆˆǡͶȀʹͲͲ͸Ǥ ȏͺͲȐ ™—ǡ ǦǤǡ ƒ––ǡ Ǥ Checkpoint Repair for High-Performance out-of-order Execution MachinesǤ ”ƒ•Ǥ‘‘’—–‡”•ǡƒ†͵͸ǡ‡ˆ–ͳʹǡǤͳͶͻ͸ǦͳͷͳͶǡͳͻͺ͹Ǥ ȏͺͳȐ ƒ—……‹ǡǤǤȋ”•‰ǤȌ‡–ƒŽǤMultithreaded Computer Architecture. A Summary of the State of the ArtǤŽ—™‡”…ƒ†Ǥ—„Ǥǡ ͲǦ͹ͻʹ͵ǦͻͶ͹͹ǦͳǡͳͻͻͶǤ ȏͺʹȐ –‡Ž‘”’‘”ƒ–‹‘ǤPentium Processor User’s Manual, Vol. 3: Architecture and Programming Manualǡͳͻͻ͵Ǥ ȏͺ͵Ȑ –‡Ž‘”’‘”ƒ–‹‘ǤPentiumPro BIOS writer’s guideǤ‡˜ǤʹǤͲͳǡ –‡Ž‘”’‘”ƒ–‹‘ǡͳͻͻ͸Ǥ ȏͺͶȐ –‡Ž‘”’‘”ƒ–‹‘ǤHyperthreading Technology Architecture and MicroarchitectureǤ –‡Ž ‡…Š‘Ž‘‰› ‘—”ƒŽǡǤͳǦͳʹǡͳǡʹͲͲʹǤ ȏͺͷȐ –‡Ž ‘”’‘”ƒ–‹‘Ǥ Hyperthreading TechnologyǤ –‡Ž ‡…Š‘Ž‘‰› ‘—”ƒŽǡ ƒ† ͸ǡ ‡ˆ– ͳǡ ʹͲͲʹǤ

Literaturverzeichnis

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ȏͺ͸Ȑ –‡Ž ‘”’‘”ƒ–‹‘Ǥ Ǧ͵ʹ Intel Architecture Optimization. Reference ManualǤ ‘…—‡– —„‡”ǣʹͶͺͻ͸͸ǦͲͲͻǡʹͲͲ͵Ǥ ȏͺ͹Ȑ –‡Ž‘”’‘”ƒ–‹‘ǤStatistical analysis of floating point flaw in the Pentium processor.‡…ŠǦ ‹•…Š‡”‡”‹…Š–ǡ –‡Ž‘”’‘”ƒ–‹‘ǡ‘˜ǤͳͻͻͶǤ ȏͺͺȐ –‡”ƒ–‹‘ƒŽ Ž‡…–”‘–‡…Š‹…ƒŽ ‘‹••‹‘ ȋ ȌǤ IEC 61508 Functional Safety of electrical/ electronic/ programmable electronic safety-related Systems - Part 1 to Part 7Ǥ ǡ ʹͲͲͳǤ ȏͺͻȐ ›‡”ǡ ǤǤ ‡– ƒŽǤ Automatic Recognition of Intermittent Failures: An Experimental Study of Field DataǤ ”ƒ•Ǥ‘‘’—–‡”•ǡƒ†͵ͻǡ‡ˆ–ͶǡǤͷʹͷǦͷ͵͹ǡͳͻͻͲǤ ȏͻͲȐ ‡™‡––ǡ Ǥ ȋƒ†‡ ‘’—–‡”•ȌǤ Integrity S2: A Fault-Tolerant Unix Platform.  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ʹͳ•– –ǯŽǤ›’Ǥ‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ–‘’—–‹‰ȋ ǦʹͳȌǡǤͷͳʹǦͷͳͻǡͳͻͻͳǤ ȏͻͳȐ ‘Š•‘ǡ ǤǤ Design and Analysis of Fault-Tolerant Digital SystemsǤ ††‹•‘Ǧ‡•Ž‡›ǡ ͲǦʹͲͳͲǦ͹ͷ͹ͲǦͻǡͳͻͺͻǤ ȏͻʹȐ ‘Š•–‘ǡǤScaling and Technology Issues for Soft Error RatesǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡Ͷ–Š‡•‡ƒ”…Š ‘ˆǤ‘‡Ž‹ƒ„‹Ž‹–›ǡʹͲͲͲǤ ȏͻ͵Ȑ —Š‡ǡ Ǥ Die Soft-Error-Rate von Submikrometer-CMOS-LogikschaltungenǤ ‹••‡”–ƒ–‹‘ǡ ƒ—Ž–¡–Ž‡–”‘–‡…Š‹—† ˆ‘”ƒ–‹ǡ‡…Š‹•…Š‡‹˜‡”•‹–¡–‡”Ž‹ǡʹͲͲ͵Ǥ ȏͻͶȐ ƒŠŽ‡ǡ ǤǤ‡–ƒŽǤIntroduction to the Cell multiprocessorǤ  ‘—”ƒŽ‘ˆ‡•‡ƒ”…Šƒ†‡Ǧ ˜‡Ž‘’‡–ǡƒ†ͻǡ‡ˆ–ͶȀͷǡǤͷͺͻǦ͸ͲͶǡʹͲͲͷǤ ȏͻͷȐ ƒŽŽƒǡǤǡ‹Šƒ”‘›ǡǤǡ‡†Ž‡”ǡ ǤǤIBM POWER5 Chip: a Dual-Core Multithreaded ProcessorǤ ‹…”‘ǡƒ†ʹͶǡ‡ˆ–ʹǡǤͶͲǦͶ͹ǡʹͲͲͶǤ ȏͻ͸Ȑ ƒ‡ǡ Ǥǡ‡‹”‹…Šǡ ǤǡMIPS RISC Architecture.ʹǤ—•‰Ǥ”‡–‹…‡ƒŽŽǡ‰Ž‡™‘‘†Ž‹ˆˆ•ǡ  ͲǦͳ͵ͷͻǦͲͶ͹ʹǦʹǡͳͻͻʹǤ ȏͻ͹Ȑ ƒ‡ǡǤSGI stock falls following downgrade, recall announcementǤ‡‡ǡ‡’–Ǥͳͻͻ͸Ǥ ȏͻͺȐ ƒ”Ž••‘ǡ Ǥǡ‹†±ǡǤTransient Fault Effects in the MC6809E 8 Bit Microprocessor: A Comparison of Results of Physical and Simulated Fault Injection ExperimentsǤ ‡…Š‹•…Š‡” ‡”‹…Š–—‡”ͻ͸ǡ‡’Ǥˆ‘’—–‡”‰‹‡‡”‹‰ǡŠƒŽ‡”•‹˜‡”•‹–›‘ˆ‡…Š‘Ž‘‰›ǡ

ږ‡„‘”‰ǡ™‡†‡ǡͳͻͻͲǤ ȏͻͻȐ ƒ”‹ǡ Ǥ ‡– ƒŽǤ Characterization of Soft Errors caused by Single-Event Upsets in CMOS ProcessesǤ ”ƒ•Ǥ‘‡’‡†ƒ„Ž‡ƒ†‡…—”‡‘’—–‹‰ǡƒ†ͳǡ‡ˆ–ʹǡǤͳʹͺǦͳͶ͵ǡ ʹͲͲͶǤ ȏͳͲͲȐ ƒ•–‡•‹†–ǡ ǤǤǡ ƒ””‘ǡ Ǥǡ ‡‹•ǡ Ǥ Fault-Tolerance Techniques for SRAM-based FPGAsǤ ’”‹‰‡”Ǧ‡”Žƒ‰ǡ ͲǦ͵ͺ͹Ǧ͵ͳͲ͸ͺǦͳǡʹͲͲ͸Ǥ

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ȏͳͲͳȐ ƒš‹”ƒ•ǡǤǡƒ”Ž‹ƒ”ǡ Ǥǡ‡”‡„ƒ—ǡǤǤǡ—ǡǤComparing Power Consumption of an SMT and a CMP DSP for Mobile Phone Workloads. ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹͲͲͳ –ǯŽǤ‘ˆ‡”‡…‡‘ ‘’‹Ž‡”•ǡ”…Š‹–‡…–—”‡ǡƒ†›–Š‡•‹•ˆ‘”„‡††‡†›•–‡•ȋȌǡǤʹͳͳǦʹʹͲǡʹͲͲͳǤ ȏͳͲʹȐ Ž‡‹”‘…ǡǤQueueing Systems. Volume 1: TheoryǤ ‘Š‹Ž‡›Ƭ‘•ǡ ͲǦͶ͹ͳͶǦͻͳͳͲǦͳǡ ͳͻ͹ͷǤ ȏͳͲ͵Ȑ —–Šǡ Ǥ The Art of Computer Programming. Volume 2 (Seminumerical Algorithms)Ǥ ͵Ǥ —•‰Ǥ††‹•‘Ǧ‡•Ž‡›ǡ ͲǦʹͲͳͲǦ͵ͺʹʹǦ͸ǡͳͻͻ͹Ǥ ȏͳͲͶȐ ‘„ƒ›ƒ•Š‹ǡǤ‡–ƒŽǤSoft Errors in SRAM Devices Induced by High Energy Neutrons, Thermal Neutrons and Alpha Particles. –ǯŽǤŽ‡…–”‘‹…‡˜‹…‡•‡‡–‹‰ȋ ǯͲʹȌǡǤ͵͵͹Ǧ͵ͶͲǡ ʹͲͲʹǤ ȏͳͲͷȐ ‘‰‡–‹”ƒǡǤǡ‹‰ƒ”ƒǡǤǡŽ—‘–—ǡǤNiagara: A 32-Way Multithreaded Sparc ProcessorǤ ‹…”‘ǡƒ†ʹͷǡ‡ˆ–ʹǡǤʹͳǦʹͻǡʹͲͲͷǤ ȏͳͲ͸Ȑ ‘‘ǡ Ǥǡ ‘—‡‰ǡ Ǥ Checkpointing and Rollback-Recovery for Distributed SystemsǤ  ”ƒ•Ǥ‘‘ˆ–™ƒ”‡‰‹‡‡”‹‰ǡƒ†Ǧͳ͵ǡǤʹ͵Ǧ͵ͳǡͳͻͺ͹Ǥ ȏͳͲ͹Ȑ ‘”‡ǡ Ǥǡ”‹•ŠƒǡǤǤ Fault-Tolerant SystemsǤ‘”‰ƒƒ—ˆƒǡ ͲǦͳʹͲͺǦͺͷʹͷǦͷǡ ʹͲͲ͹Ǥ ȏͳͲͺȐ ‘—ˆƒ–›ǡǤǡƒ””ǡǤǤHyperthreading Technology in the Netburst MicroarchitectureǤ  ‹…”‘ǡƒ†ʹ͵ǡ‡ˆ–ʹǡǤͷ͸Ǧ͸ͶǡʹͲͲ͵Ǥ ȏͳͲͻȐ ‘œ›”ƒ‹•ǡ Ǥǡ ƒ––‡”•‘ǡ ǤA New Direction for Computer Architecture ResearchǤ  ‘’—–‡”ǡƒ†͵ͳǡ‡ˆ–ͳͳǡǤʹͶǦ͵ʹǡͳͻͻͺǤ ȏͳͳͲȐ ”‡—œ‹‰‡”ǡ Ǥǡƒ”•–‘ǡǤǡ‰‡”‡”ǡŠǤThe Komodo Project: Thread-based Event Handling Supported by a Multithreaded Java MicrocontrollerǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹͷ–Š—”‘‹…”‘ ‘ˆ‡”‡…‡ǡǤʹͶͺǦʹͷͳǡͳͻͻͻǤ ȏͳͳͳȐ ”‡™‡ŽŽǡǤIntel's Hyperthreading Takes OffǤ‹…”‘’”‘…‡••‘”‡’‘”–ǡʹͲͲʹǤ ȏͳͳʹȐ òˆ‡”ǡ Ǥ Ein dynamisch fehlertolerantes, echtzeitfähiges und verteiltes RechnersystemǤ ‹••‡”–ƒ–‹‘ǡ ƒ—Ž–¡– ˆ‘”ƒ–‹ǡ ‡”‹˜‡”•‹–¡–ƒ‰‡ǡͳͻͻͻǤ ȏͳͳ͵Ȑ ƒŽƒǡǤǤDigital Circuit Testing and TestabilityǤ…ƒ†‡‹…”‡••ǡ ͲǦͳʹǦͶ͵Ͷ͵͵ͲǦͻǤ ȏͳͳͶȐ ƒ’”‹‡ǡ ǤǦǤȋ”•‰ǤȌǤDependability: Basic Concepts and TerminologyǤ’”‹‰‡”Ǧ‡”Žƒ‰ǡ  ͲǦ͵ͺ͹ͺǦʹʹͻ͸ǦͺǡͳͻͻʹǤ ȏͳͳͷȐ ƒ–‹ˆǦŠƒ„‰ƒŠ‹ǡ Ǥǡ ‡‡––ǡǤAdaptive Majority Voter: A Novel Voting Algorithm for RealTime Fault-Tolerant Control Systems. ”‘…Ǥ ‘ˆ–Š‡ ʹͷ–Š—”‘‹…”‘‘ˆ‡”‡…‡ǡƒ†ʹ, Ǥ ʹͳͳ͵ˆˆǡͳͻͻͻǤ

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ȏͳͳ͸Ȑ ƒ—†‘ǡ Ǥǡ —’–ƒǡǤǡ‘”‘™‹–œǡǤInterleaving: A multithreading technique targeting multiprocessors and workstationsǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ͸–Š –ǯŽǤ ‘ˆǤ ‘ ”…Š‹–‡…–—”ƒŽ —’’‘”– ˆ‘” ”‘‰”ƒ‹‰ƒ‰—ƒ‰‡•ƒ†’‡”ƒ–‹‰›•–‡•ȋǦ͸ȌǡǤ͵ͲͺȂ͵ͳͺǡͳͻͻͶǤ ȏͳͳ͹Ȑ ƒ™–‘ǡǤǤBochs: A Portable PC Emulator for Unix/XǤ‹—š ‘—”ƒŽǡ—•‰ƒ„‡ʹͻ‡•ǡ”Ǧ –‹‡Ž͹ǡͳͻͻ͸Ǥ ȏͳͳͺȐ ‡ǡǤǤ‡–ƒŽǤIBM POWER6 microarchitectureǤ  ‘—”ƒŽ‘ˆ‡•‡ƒ”…Šƒ†‡˜‡Ž‘’‡–ǡ ƒ†ͷͳǡ‡ˆ–͸ǡǤ͸͵ͻǦ͸͸ʹǡʹͲͲ͹Ǥ ȏͳͳͻȐ ‡˜‡—‰Ž‡ǡǤǡ‹…Š‡ŽǡǤǡƒ—…‹‡”ǡ ǤDesign of Microprocessors with Built-In On-Line TestǤ  ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹͲ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ–‘’—–‹‰ȋ ǦʹͲȌǡǤͶͷͲǦͶͷ͸ǡͳͻͻͲǤ ȏͳʹͲȐ ‹†±ǡǤǡƒŠŽ‰”‡ǡǤǡ ‘Šƒ••‘ǡǤǡƒ”Ž••‘ǡ ǤOn Latching Probability of Particle Induced Transients in Combinational NetworksǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹͶ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘ ƒ—Ž–‘ŽǦ ‡”ƒ–‘’—–‹‰ȋ ǦʹͶȌǡǤ͵ͶͲǦ͵ͶͻǡͳͻͻͶǤ ȏͳʹͳȐ ‹ǡŠǤStrategies for enhancing throughput and fairness in SMT processorsǤƒ•–‡”Š‡Ǧ •‹•ǡ‹˜‡”•‹–›‘ˆƒ”›Žƒ†ǡʹͲͲͶǤ ȏͳʹʹȐ ‹ǡǤǡ‘•–‡ŽŽ‘ǡǤError Control Coding.”‡–‹…‡ǦƒŽŽǡ ͲǦͳ͵ʹͺǦ͵͹ͻ͸Ǧǡͳͻͺ͵Ǥ ȏͳʹ͵Ȑ ‹ǡ ǤǦǤǤǡ ‹‡™‹‘”‡ǡ ǤǤ Error Log Analysis: Statistical Modeling and Heuristic Trend AnalysisǤ ”ƒ•Ǥ‘‡Ž‹ƒ„‹Ž‹–›ǡƒ†͵ͻǡǤͶͳͻǦͶ͵ʹǡͳͻͻͲǤ ȏͳʹͶȐ ‘ǡ Ǥǡƒ””‘•‘ǡǤǡ‰‰‡”•ǡǤǡ Šƒ”ƒ…Š‘”Ž‘‘ǡǤǡ‡˜›ǡǤǡƒ”‡ŠǡǤAn Analysis of Database Workload Performance on Simultaneous Multithreaded Processors. ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ ʹͷ–Š –ǯŽǤ ›’Ǥ‘‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡ ȋ ǦʹͷȌǡǤ͵ͻǦͷͲǡͳͻͻͺǤ ȏͳʹͷȐ ‘ǡ Ǥǡ‰‰‡”•ǡǤǡ‡”ǡ Ǥǡ‡˜›ǡǤǡ–ƒǡǤǡ—ŽŽ•‡ǡǤConverting Thread-Level Parallelism Into Instruction-Level Parallelism via Simultaneous Multithreading.  ”ƒ•Ǥ ‘ ‘’—–‡”›•–‡•ǡƒ†ͳͷǡ‡ˆ–ʹǡǤ͵ʹʹǦ͵ͷͶǡͳͻͻ͹Ǥ ȏͳʹ͸Ȑ ‘‹ƒ‡ǡ Ǥǡ ƒ‰Š‡”œƒ†‡Šǡ Ǥ A Fine-Grain Multithreading Superscalar ArchitectureǤ   ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ͳͻͻ͸ ‘ˆǤ ‘ ƒ”ƒŽŽ‡Ž ”…Š‹–‡…–—”‡• ƒ† ‘’‹Žƒ–‹‘ ‡…Š‹“—‡• ȋ̵ͻ͸ȌǡǤͳ͸͵Ǧͳ͸ͺǡͳͻͻ͸Ǥ ȏͳʹ͹Ȑ ‘˜”‹«ǡ Ǥ Fault-Design and Representative Sample Allocation for Software-Implemented Processor Fault InjectionǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ͺ–Š—”‘’‡ƒ‘”•Š‘’‘‡’‡†ƒ„Ž‡‘’—–Ǧ ‹‰ȋǦͺȌǡͳͻͻ͹Ǥ ȏͳʹͺȐ ‘˜”‹«ǡ Ǥ Fehlererkennung durch systematische Diversität in entwurfsdiversitären zeitredundanten Rechensystemen und ihre Bewertung mittels FehlerinjektionǤ ‹••‡”–ƒ–‹‘ǡ ƒ…Š„‡”‡‹…Šƒ–Š‡ƒ–‹—† ˆ‘”ƒ–‹ǡ‹˜‡”•‹–¡– ••‡ǡͳͻͻ͸Ǥ

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ȏͳʹͻȐ ‘œƒ‘ǡǤǤǡ ƒ‘ǡ ǤǤExploiting short-lived variables in superscalar processorsǤ ”‘…Ǥ‘ˆ –Š‡ʹͺ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘‹…”‘ƒ”…Š‹–‡…–—”‡ȋ ǦʹͺȌǡǤʹͻʹǦ͵ͲʹǡͳͻͻͷǤ ȏͳ͵ͲȐ ƒ†ƒǡǤǡƒŽƒ•—„”ƒ‘‹ƒǡǤǤPowerEfficient Approaches to Redundant MultithreadingǤ ”ƒ•Ǥ‘ƒ”ƒŽŽ‡Žƒ†‹•–”‹„—–‡†›•–‡•ǡƒ†ͳͺǡ‡ˆ–ͺǡǤͳͲ͸͸ǦͳͲ͹ͻǡʹͲͲ͹Ǥ ȏͳ͵ͳȐ ƒ†‘ǡǤǡƒ…Š‡œǡǤǡ‘‹‡”ǡǤA Study of a Simultaneous Multithreaded Processor ImplementationǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ͷ–Š –ǯŽǤ —”‘Ǧƒ” ‘ˆǤ ‘ ƒ”ƒŽŽ‡Ž ”‘…‡••‹‰ǡ Ǥ ͹ͳ͸Ǧ͹ʹ͸ǡ ͳͻͻͻǤ ȏͳ͵ʹȐ ƒŠ‘‘†ǡǤǡ…Ž—•‡›ǡǤ ǤConcurrent Error Detection using Watchdog Processors – A Survey. ”ƒ•Ǥ‘‘’—–‡”•ǡƒ†͵͹ǡ‡ˆ–ʹǡǤͳ͸ͲǦͳ͹ͶǡͳͻͺͺǤ ȏͳ͵͵Ȑ ƒ”…—‡ŽŽ‘ǡǤǡ ‘œžŽ‡œǡǤǡ—„‡ŽŽƒǡ ǤSpeculative Multithreaded ProcessorsǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ –ǯŽǤ‘ˆǤ‘—’‡”…‘’—–‹‰ȋ ǯͻͺȌǡǤ͹͹ǦͺͶǡͳͻͻͺǤ ȏͳ͵ͶȐ ƒ””ǡ ǤǤ ‡– ƒŽǤ Hyperthreading Technology Architecture and MicroarchitectureǤ –‡Ž ‡…Š‘Ž‘‰› ‘—”ƒŽǡƒ†͸ǡ‡ˆ–ʹǡǤͳǦͳʹǡʹͲͲʹǤ ȏͳ͵ͷȐ ƒ›ǡ ǤǤǡ ‘‘†•ǡ ǤǤ Alpha-Particle-Induced Soft Errors in Dynamic Memories.  ”ƒ•Ǥ‘Ž‡…–”‘‹…‡˜‹…‡•ǡƒ†ʹ͸ǡ‡ˆ–ͳǡǤʹȂͻǡͳͻ͹ͻǤ ȏͳ͵͸Ȑ …‘‡Žǡ ǤǤǡ ‹‡™‹‘”‡ǡ ǤǤǡ •ƒ‘ǡ ǤǤ The Measurement and Analysis of Transient Errors in Digital SystemsǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ͻ–Š –ǯŽǤ ›’Ǥ ‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ– ‘’—–‹‰ ȋ ǦͻȌǡǤ͸͹Ǧ͹Ͳǡͳͻ͹ͻǤ ȏͳ͵͹Ȑ …ƒ‹”›ǡǤǡŠƒ–‹ƒǡǤMontecito: A Dual-Core, Dual-Thread Itanium ProcessorǤ ‹…”‘ǡ ƒ†ʹͷǡ‡ˆ–ʹǡǤͳͲǦʹͲǡʹͲͲͷǤ ȏͳ͵ͺȐ ‡••‡‰‡”ǡ ǤǤ Collection of Charge on Junction Nodes from Ion TracksǤ  ”ƒ•Ǥ ‘ —…Ž‡ƒ”…‹‡…‡ǡƒ†ǦʹͻǡǤʹͲʹͶǦʹͲ͵ͳǡͳͻͺʹǤ ȏͳ͵ͻȐ ‹…ŠƒŽƒǡǤǤ‡–ƒŽǤPredicting the number of fatal soft errors in Los Alamos National Laboratory’s ASC Q computerǤ ”ƒ•Ǥ‘‡˜‹…‡ƒ†ƒ–‡”‹ƒŽ•‡Ž‹ƒ„‹Ž‹–›ǡƒ†ͷǡ‡ˆ–͵ǡǤ ͵ʹͻȂ͵͵ͷǡʹͲͲͷǤ ȏͳͶͲȐ ‹•…ŠŽǡǤǡƒǡǤMSparc: A Multithreaded SparcǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹ†—”‘Ǧƒ”‘ˆ‡”Ǧ ‡…‡ǡƒ†ͳͳʹͶȀͳͻͻ͸ǡ’”‹‰‡”‡”Žƒ‰ǡǤͶ͸ͳȂͶ͸ͻǡͳͻͻ͸Ǥ ȏͳͶͳȐ ‹”‡ƒ†‹ǡ ǤǡŠŽ•‘ǡ Ǥǡ‹±ǡǤǡƒ”Ž••‘ǡ ǤUse of Time and Address Signatures for Control Flow CheckingǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ ͷ–Š –ǯŽǤ‘”‹‰‘ˆǤ‘ ‡’‡†ƒ„Ž‡‘’—–‹‰ˆ‘” ”‹–‹…ƒŽ’’Ž‹…ƒ–‹‘•ȋǦͷȌǡǤʹͲͳǦʹʹͳǡͳͻͻͷǤ ȏͳͶʹȐ ‘‰ƒ”†‹ǡ Ǥ Dependable Computing for Railway Control Systems.  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ͵”† ‡Ǧ ’‡†ƒ„Ž‡‘’—–‹‰ˆ‘””‹–‹…ƒŽ’’Ž‹…ƒ–‹‘•ȋǦ͵ȌǡǤʹͷͷǦʹ͹͹ǡͳͻͻ͵Ǥ ȏͳͶ͵Ȑ ‘–‘”‘Žƒ …ǤMC88100 RISC Microprocessor User’s Manualǡ”‡–‹…‡ǦƒŽŽǡͳͻͻ͵Ǥ

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ȏͳͶͶȐ —Š‡”Œ‡‡ǡǤǤ‡–ƒŽǤIncremental Checkpointing in a Multi-Threaded Architectureǡ‹–‡† –ƒ–‡•ƒ–‡–͹ǡʹͶ͵ǡʹ͸ʹʹȋ‡‹‰‡”‡‹…Š–ʹͻǤͲͺǤʹͲͲ͵ǡƒ–—†‡•ƒ–‡–•ͳͲǤͲ͹ǤʹͲͲ͹ȌǤ ȏͳͶͷȐ —Š‡”Œ‡‡ǡ ǤǤǡ ‘–œǡ Ǥǡ ‡‹Šƒ”†–ǡ ǤǤ Detailed Design and Evaluation of Redundant Multithreading AlternativesǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ʹͻ–Š –ǯŽǤ ›’Ǥ ‘ ‘’—–‡” ”…Š‹–‡…–—”‡ ȋ ǦʹͻȌǡǤͻͻǦͳͳͲǡʹͲͲʹǤ ȏͳͶ͸Ȑ —Š‡”Œ‡‡ǡǤǤǡ‡ƒ˜‡”ǡǤǡ‡”ǡ Ǥǡ‡‹Šƒ”†–ǡǤǤǡ—•–‹ǡǤMeasuring Architectural Vulnerability FactorsǤ ‹…”‘ǡƒ†ʹ͵ǡ‡ˆ–͸ǡǤ͹ͲǦ͹ͷǡʹͲͲ͵Ǥ ȏͳͶ͹Ȑ —Š‡”Œ‡‡ǡǤǤǡ‡ƒ˜‡”ǡǤǡ‡”ǡ Ǥǡ‡‹Šƒ”†–ǡǤǤǡ—•–‹ǡǤA Systematic Methodology to Compute the Architectural Vulnerability Factors for a High-Performance MicroprocessorǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡͵͸–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘‹…”‘ƒ”…Š‹–‡…–—”‡ȋ Ǧ͵͸ȌǡǤʹͻǦͶͲǡʹͲͲ͵Ǥ ȏͳͶͺȐ ƒŒ‘‘ǡǤTechniques for Concurrent Testing of VLSI Processor OperationǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ ͳʹ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ–Ǧ‘’—–‹‰ȋ ǦͳʹȌǡǤͶ͸ͳǦͶ͸ͺǡͳͻͺʹǤ ȏͳͶͻȐ ƒ–‹‘ƒŽ ‡‘’Š›•‹…ƒŽƒ–ƒ‡–‡”ȋ ȌǤCosmic Ray Neutron Monitorȋ‹‡ŽȌǤ ˆ–’ǣȀȀˆ–’Ǥ‰†…Ǥ‘ƒƒǤ‰‘˜ȀȀ̴Ȁ ̴Ȁ‹‡ŽǤͲ͹Ǥ‡˜‹•‹‘ͳʹȀʹͲͲ͹Ȁ ‹–‹‡”–ƒʹͳǤͲͳǤʹͲͲͺǤ ȏͳͷͲȐ ‡‹”‘˜•›ǡǤǡ”‡™‡”ǡ Ǥǡ‘‘†ǡǤDISC: Dynamic Instruction Stream ComputerǤ ”‘…Ǥ ‘ˆ–Š‡ʹͶ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘‹…”‘ƒ”…Š‹–‡…–—”‡ȋ ǦʹͶȌǡǤͳ͸͵Ǧͳ͹ͳǡͳͻͻͳǤ ȏͳͷͳȐ ‡–Š‡”…‘–‡ǡǤǡ‡™ƒ”†ǡ ǤValgrind: a framework for heavyweight dynamic binary instrumentationǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ ʹͲͲ͹‘ˆǤ‘”‘‰”ƒ‹‰ƒ‰—ƒ‰‡‡•‹‰ ƒ† ’Ž‡‡–ƒ–‹‘ȋ ʹͲͲ͹ȌǡǤͺͻǦͳͲͲǡʹͲͲ͹Ǥ ȏͳͷʹȐ ‘”ƒ†ǡǤCorrelation of in-flight neutron dosimeter and SEU measurements with atmospheric neutron modelǤ  ”ƒ•Ǥ ‘ —…Ž‡ƒ” …‹‡…‡ǡ ƒ† Ͷͺǡ ‡ˆ– ͸ǡ Ǥ ͳͻͻ͸ǦʹͲͲ͵ǡ ʹͲͲͳǤ ȏͳͷ͵Ȑ ‘”ƒ†ǡǤSingle-Event Upset at Ground LevelǤ ”ƒ•Ǥ‘—…Ž‡ƒ”…‹‡…‡ǡƒ†Ͷ͵ǡ ‡ˆ–͸ǡ‡‹ŽͳǡǤʹ͹ͶʹǦʹ͹ͷͲǡͳͻͻ͸Ǥ ȏͳͷͶȐ ‡Š”‹‰ǡ Ǥǡ ‹‰—†ǡ Ǥǡ ‰‡”‡”ǡ ŠǤ Simultaneous Multithreading and Multimedia. ‘”•Š‘’ ‘ —Ž–‹ǦŠ”‡ƒ†‡† š‡…—–‹‘ǡ ”…Š‹–‡…–—”‡ ƒ† ‘’‹Žƒ–‹‘ ȋ ̵ͻͻȌǡ ͳͻͻͻǤ ȏͳͷͷȐ ƒ”ƒ•Šƒ”ǡǤǡ —”——”–Š‹ǡǤǡ‹˜ƒ•—„”ƒƒ‹ƒǡǤA complexity-effective approach to alu bandwidth enhancement for instruction-level temporal redundancyǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡͵ͳ•– –ǯŽǤ›’Ǥ‘‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡ȋ Ǧ͵ͳȌǡǤ͵͹͸Ǧ͵ͺ͸ǡʹͲͲͶǤ ȏͳͷ͸Ȑ ‡…Š–ǡ Ǥ Ǥǡ ƒ†‘Œ…‹…ǡ Ǥ ǡ ƒ‘ǡ Ǥ Guidebook for Managing Silicon Chip Reliabilityǡ  ”‡••ǡ ͲǦͺͶͻͻ͵Ǧͻ͸͸ʹͶǦ͹ǡͳͻͻͺǤ

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Literaturverzeichnis

ȏͳͷ͹Ȑ ‡–‡”•‘ǡ ǤǤ Single-Event Analysis and Prediction. —…Ž‡ƒ” ƒ† ’ƒ…‡ ƒ†‹ƒ–‹‘ ˆˆ‡…–• ‘ˆ‡”‡…‡ȋǯͻ͹ȌǡŠ‘”–‘—”•‡ǡͳͻͻ͹Ǥ ȏͳͷͺȐ ‡–‡”•‘ǡǤǡ‡Ž†‘ǡǤ ǤError-CorrectingCodesǤ ”‡••ǡʹǤ—•‰Ǥǡ ͲǦʹ͸ʹͳǦ͸Ͳ͵ͻǦ Ͳǡͳͻ͹ʹǤ ȏͳͷͻȐ ‡–Ž‡›ǡ ǤASIC Standard Cell Design LibraryǤ Š––’ǣȀȀ™™™Ǥ˜Ž•‹–‡…Š‘Ž‘‰›Ǥ‘”‰ȀŠ–ŽȀ•š̴†‡•…”‹’–‹‘ǤŠ–ŽǤ‡˜‹•‹‘ͳʹǤͲͳǤʹͲͲͺȀ‹–‹‡”– ʹʹǤͲͳǤʹͲͲͺǤ ȏͳ͸ͲȐ ˆŽƒœǡǤ On-Line Error Detection and Fast Recover Techniques for Dependable Embedded Processorsǡʹʹ͹Ͳǡ’”‹‰‡”Ǧ‡”Žƒ‰ǡ ͵ǦͷͶͲǦͶ͵͵ͳͺǦǡʹͲͲʹǤ ȏͳ͸ͳȐ ”ƒ†ŠƒǡǤǤǡƒ‹†›ƒǡǤǤRoll-Forward and Rollback Recovery: Performance-Reliability Trade-OffǤ ”ƒ•Ǥ‘‘’—–‡”•ǡƒ†Ͷ͸ǡ‡ˆ–͵ǡǤ͵͹ʹǦ͵͹ͺǡͳͻͻ͹Ǥ ȏͳ͸ʹȐ ”‡•–‘ǡǤǤ‡–ƒŽǤDesign of an 8-wide Superscalar RISC Microprocessor with Simultaneous MultithreadingǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹͲͲʹ –ǯŽǤ‘Ž‹†Ǧ–ƒ–‡‹”…—‹–•‘ˆǤȋ ǦʹͲͲʹȌǡǤ͵͵ͶǦ ͵͵ͷǡʹͲͲʹǤ ȏͳ͸͵Ȑ —”•‡”ǡ Ǥǡ ‘–‡„‡”‰ǡ Ǥ Slipstream Processors: Improving Both Performance and FaultToleranceǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ͻ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘”…Š‹–‡…–—”ƒŽ—’’‘”–ˆ‘””‘‰”ƒ‹‰ƒǦ ‰—ƒ‰‡•ƒ†’‡”ƒ–‹‰›•–‡•ȋǦͻȌǡǤʹͷ͹Ǧʹ͸ͺǡʹͲͲͲǤ ȏͳ͸ͶȐ ƒ›ǡ Ǥǡ‘‡ǡ ǤǤǡ ƒŽ•ƒˆ‹ǡǤDual use of superscalar datapath for transient fault detection and recoveryǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡͵Ͷ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘‹…”‘ƒ”…Š‹–‡…–—”‡ȋ Ǧ͵ͶȌǡǤʹͳͶǦ ʹʹͶǡʹͲͲͳǤ ȏͳ͸ͷȐ ‡„ƒ—†‡‰‘ǡ Ǥǡ ‡‘”†ƒ ǤǤǡ ‘”…Š‹ƒ‘ǡ Ǥǡ ‹‘Žƒ–‡ǡ Ǥ Soft-error Detection through Software Fault-Tolerance techniquesǤ –ǯŽǤ ›’Ǥ ‘ ‡ˆ‡…– ƒ† ƒ—Ž– ‘Ž‡”ƒ…‡ ‹   ›•–‡•ǡǤʹͳͲǦʹͳͺǡͳͻͻͻǤ ȏͳ͸͸Ȑ ‡‹Šƒ”†–ǡ ǤǤǡ —Š‡”Œ‡‡ǡ ǤǤ Transient Fault Detection via Simultaneous MultithreadingǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹ͹–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡ȋ Ǧʹ͹ȌǡǤʹͷȂ͵͸ǡʹͲͲͲǤ ȏͳ͸͹Ȑ ‹±ǡǤǡŠŽ•‘ǡ ǤA Study of the Error Behavior of a 32 Bit RISC Subjected to Simulated Transient Fault InjectionǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹʹ† –ǯŽǤ‡•–‘ˆ‡”‡…‡ǡǤ͸ͻ͸Ǧ͹ͲͶǡͳͻͻʹǤ ȏͳ͸ͺȐ ‹±ǡǤǡŠŽ••‘ǡ Ǥǡ‘”‹ǡ ǤOn Microprocessor Error Behavior ModelingǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ ʹͶ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ–‘’—–‹‰ǡ ǦʹͶǡͳͻͻͶǡǤ͹͸ǦͺͷǤ ȏͳ͸ͻȐ ‘„ƒ–‹Ž‹ǡǤǡƒœ†ƒ‹ǡǤǡƒ”†ƒ•Š–‹ǡǤǡ‘—”ƒ‹ǡǤ Thread-Sensitive Instruction Issue for SMT ProcessorsǤ ‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡‡––‡”•ǡƒ†͵ǡ‡ˆ–ͳǡǤͷǡʹͲͲͶǤ ȏͳ͹ͲȐ ‘–‡„‡”‰ǡǤAR-SMT - A Microarchitectural Approach to Fault Tolerance in Microprocessors. ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹͻ–Š›’Ǥ‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ–‘’—–‹‰ȋ ǦʹͻȌǡǤͺͶǦͻͳǡͳͻͻͻǤ

Literaturverzeichnis

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ȏͳ͹ͳȐ ‘–‡„‡”‰ǡ Ǥǡ ‡‡––ǡ Ǥǡ ‹–Šǡ ǤǤ Trace cache: a low latency approach to high bandwidth instruction fetchingǤ ”‘…Ǥ ‘ˆ–Š‡ʹͻ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘ ‹…”‘ƒ”…Š‹–‡…–—”‡ȋ Ǧ ʹͻȌǡǤʹͶǦ͵ͷǡͳͻͻ͸Ǥ ȏͳ͹ʹȐ ‘–‡„‡”‰ǡǤǡ ƒ…‘„•‘ǡǤǡƒœ‡‹†‡•ǡǤǡ‹–Šǡ ǤTrace Processors. ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡͵Ͳ–Š –ǯŽǤ ›’Ǥ‘‹…”‘ƒ”…Š‹–‡…–—”‡ȋ Ǧ͵ͲȌǡǤͳ͵ͺǦͳͶͺǡͳͻͻ͹Ǥ ȏͳ͹͵Ȑ —„‹ǡǤǤComputer Aids for VLSI DesignǤ††‹•‘Ǧ‡•Ž‡›ǡ ͲǦʹͲͳǦͲͷͺʹͶǦ͵ǡͳͻͺ͹Ǥ Š––’ǣȀȀ™™™Ǥ”—Žƒ„‹•›Ǥ…‘Ȁ…ƒ˜†ǡ‹–‹‡”–ƒͳͲǤͲͳǤʹͲͲͺǤ ȏͳ͹ͶȐ ƒš‡ƒǡǤǤǡ…Ž—•‡›ǡǤ ǤDependable Adaptive Computing Systems – The ROAR ProjectǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ͳͻͻͺ –ǯŽǤ‘ˆǤ‘›•–‡•ǡƒǡƒ†›„‡”‡–‹…•ǡǤʹͳ͹ʹǦʹͳ͹͹ȋƒ†͵Ȍǡ ͳͻͻͺǤ ȏͳ͹ͷȐ …Š‹ˆˆƒǡ Ǥǡ …Š‹–œǡ Ǥ Technische Informatik – Grundlagen der DigitalelektronikǤ ƒ†ʹǡ͵Ǥ—ˆŽƒ‰‡Ǥ’”‹‰‡”‡”Žƒ‰ǡͳͻͻͺǤ ȏͳ͹͸Ȑ …ŠŽƒ•‡”ǡǤǡƒ—ǡǤEPIC: Explicitly Parallel Instruction ComputingǤ ”ƒ•Ǥ‘ ‘’—–‡”•ǡƒ†͵͵ǡ‡ˆ–ʹǡǤ͵͹ǦͶͷǡʹͲͲͲǤ ȏͳ͹͹Ȑ ‡””ƒ‘ǡǤ Ǥǡƒƒ‘–‘ǡǤǡ‘‘†ǡǤǤǡ‡‹”‘˜•›ǡǤǤA Model for Performance Estimation in a Multistreamed Superscalar ProcessorǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡͹–Š –ǯŽǤ‘ˆǤ‘‘Ǧ ’—–‡”‡”ˆ‘”ƒ…‡˜ƒŽ—ƒ–‹‘ǡ‘†‡Ž‹‰‡…Š‹“—‡•ƒ†‘‘Ž•ǡǤʹͳ͵Ǧʹ͵ͲǡͳͻͻͶǤ ȏͳ͹ͺȐ Šƒ”‡›ǡ Ǥ Ǥ ‡– ƒŽǤ Trade-Offs in Transient Fault Recovery Schemes for Redundant Multithreaded ProcessorsǤ‹‰Š‡”ˆ‘”ƒ…‡‘’—–‹‰ȋ‹ʹͲͲ͸ȌǡǤͳ͵ͷǦͳͶ͹ǡʹͲͲ͸Ǥ ȏͳ͹ͻȐ Š‡ǡ ǤǤǡ…Š—‡––‡ǡǤǤOn-Line Self-Monitoring Using Signatured Instruction StreamsǤ  ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ͳ͵–Š –ǯŽǤ‡•–‘ˆ‡”‡…‡ǡǤʹ͹ͷǦʹͺʹǡͳͻͺ͵Ǥ ȏͳͺͲȐ Š‹˜ƒ—ƒ”ǡǤǡ‹•–Ž‡”ǡǤǡ‡…Ž‡”ǡǤǤǡ—”‰‡”ǡǤǡŽ˜‹•‹ǡǤModeling the effect of technology trends on thesoft error rate of combinational logicǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ –ǯŽǤ‘ˆ‡”‡…‡ ‘‡’‡†ƒ„Ž‡›•–‡•ƒ†‡–™‘”•ȋǯͲʹȌǡǤ͵ͺͻȂ͵ͻͺǡʹͲͲʹǤ ȏͳͺͳȐ ‹‡™‹‘”‡ǡǤǤǡ™ƒ”œǡǤǤReliable Computer Systems: Design and EvaluationǤ͵Ǥ—•‰Ǥǡ ‡–‡”•ǡ–†Ǥǡ ͳǦͷ͸ͺͺǦͳͲͻʹǦǡͳͻͻͺǤ ȏͳͺʹȐ ‹‰—†ǡǤEntwurf und Evaluierung mehrfädig superskalarer Prozessortechniken im Hinblick auf MultimediaǤ‹••‡”–ƒ–‹‘ǡ ƒ—Ž–¡–ˆò” ˆ‘”ƒ–‹ǡ‹˜‡”•‹–¡–ƒ”Ž•”—Š‡ǡʹͲͲͲǤ ȏͳͺ͵Ȑ ‹‰—†ǡǤǡ–‡‹Šƒ—•ǡǤǡ‰‡”‡”ǡŠǤOn Performance, Transistor Count and Chip Space Assessment of Multimedia enhanced Simultaneous Multithreaded Processors. Ͷ–Š‘”•Š‘’ ‘—Ž–‹ǦŠ”‡ƒ†‡†š‡…—–‹‘ǡ”…Š‹–‡…–—”‡ƒ†‘’‹Žƒ–‹‘ȋǦͶȌǡʹͲͲͲǤ ȏͳͺͶȐ ‹‰—†ǡǤǡ‰‡”‡”ǡŠǤIdentifying Bottlenecks in a Multithreaded Superscalar MicroprocessorǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹ† –ǯŽǤ—”‘Ǧƒ”‘ˆ‡”‡…‡ǡƒ†ʹǡǤ͹ͻ͹ǦͺͲͲǡͳͻͻ͸Ǥ

258

Literaturverzeichnis

ȏͳͺͷȐ ‹ƒǡǤǡ ‘—–ƒ‹ǡǤǡƒ…•—ǡǤAdvanced Computer Architectures- A Design Space ApproachǤ”•–‡—•‰ƒ„‡Ǥ††‹•‘‡•Ž‡›‘‰ƒǡͳͻͻ͹Ǥ ȏͳͺ͸Ȑ Žƒ”‘ˆˆǡ ǤRedundancy Management Technique for Space Shuttle ComputersǤ  ‘—”ƒŽ ‘ˆ‡•‡ƒ”…Šƒ†‡˜‡Ž‘’‡–ǡƒ†ʹͲǡ‡ˆ–ͳǡǤʹͲǦʹͺǡͳͻ͹͸Ǥ ȏͳͺ͹Ȑ Ž‡‰‡Žǡ Ǥ Ǥǡ ‡– ƒŽǤ IBM’s S/390 G5 Microprocessor DesignǤ  ‹…”‘ǡ ƒ† ͳͻǡ ‡ˆ– ʹǡ Ǥ ͳʹȂʹ͵ǡͳͻͻͻǤ ȏͳͺͺȐ ‹–Šǡ ǤǤǡŽ‡•—ǡǤǤImplementation of Precise Interrupts in Pipelined RISC ProcessorsǤ ”ƒ•Ǥ‘‘’—–‡”•ǡƒ†͵͹ǡ‡ˆ–ͷǡǤͷ͸ʹǦͷ͹͵ǡͳͻͺͺǤ ȏͳͺͻȐ ‘Ž‡•ǡ Ǥ Ǥ ‡– ƒŽǤ Fingerprinting: Bounding Soft-Error-Detection Latency and BandwidthǤ ‹…”‘ǡƒ†ʹͶǡ‡ˆ–͸ǡǤʹʹȂʹͻǡʹͲͲͶǤ ȏͳͻͲȐ ‘Ž‡•ǡ Ǥǡ‹ǡ Ǥǡ‘‡ǡ ǤǤǡ ƒŽ•ƒˆ‹ǡǤEfficient resource sharing in concurrent error detecting superscalar microarchitectureǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡͵͹–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘‹…”‘ƒ”…Š‹–‡…–—”‡ ȋ Ǧ͵͹ȌǡʹͲͲͶǤ ȏͳͻͳȐ ‘Š‹ǡ Ǥǡ ”ƒŽ‹ǡǤǡƒŽ—ŒƒǡǤǤAstudy of time-redundant fault tolerance techniques for high-performance pipelined computersǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ͳͻ–Š –ǯŽǤ ›’Ǥ ‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ– ‘’—–‹‰ǡ Ǧͳͻǡͳͻͺͻ,ǤͶ͵͸ǦͶͶ͵Ǥ ȏͳͻʹȐ ‘‰ǡǤǡ—„‘‹•ǡǤ Assisted Execution. ‡…Š‹•…Š‡”‡”‹…Š–͓ ͻͺǦʹͷǡ‡’ƒ”–‡–‘ˆ Ǧ›•–‡•ǡ‹˜‡”•‹–›‘ˆ‘—–Š‡”ƒŽ‹ˆ‘”‹ƒǡͳͻͻͺǤ ȏͳͻ͵Ȑ ’ƒ‹Š‘™‡”ǡǤ‡–ƒŽǤDesign for Fault-Tolerance in System ES/9000 Model 900Ǥ ”‘…Ǥ‘ˆ –Š‡ʹʹ† –̵Ž›’Ǥ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ–‘’—–‹‰ȋ ǦʹʹȌǡǤ͵ͺǦͶ͹ǡͳͻͻʹǤ ȏͳͻͶȐ ’ƒ‹Š‘™‡”ǡǤǡ ”‡‰‰ǡǤǤG4: A Fault-Tolerant CMOS Mainframe. ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹͺ–Š –ǯŽǤ ›’Ǥ‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ–‘’—–‹‰ȋ ǦʹͺȌǡǤͶ͵ʹǦͶͶͲǡͳͻͻͺǤ ȏͳͻͷȐ ”‹†Šƒ”ǡǤǡŠƒ––‡ǡǤǤConcurrent Checking of Program Flow in VLSI ProcessorsǤ ”‘…Ǥ ‘ˆ–Š‡ͳʹ–Š –ǯŽǤ‡•–‘ˆ‡”‡…‡ǡǤͳͻͳǦͳͻͻǡͳͻͺʹǤ ȏͳͻ͸Ȑ –‹ŽŽ‡”ǡǤParallelweltenǡ…̵–ƒ‰ƒœ‹ˆò”‘’—–‡”–‡…Š‹ǡ‡‹•‡‡”Žƒ‰ǡǤʹͲˆˆǡͳͷȀʹͲͲͶǤ ȏͳͻ͹Ȑ ƒ‹”ǡ Ǥǡ ”‡„Žƒ›ǡ Ǥ High-Performance Fault-Tolerant VLSI Systems Using Micro RollbackǤ ”ƒ•Ǥ‘‘’—–‡”•ǡƒ†͵ͻǡ‡ˆ–ͶǡǤͷͶͺǦͷͷͶǡͳͻͻͲǤ ȏͳͻͺȐ ƒ‹”ǡǤǡ”‡„Žƒ›ǡǤǡ‹ƒ‰ǡǤǡƒ‹ǡǤThe UCLA Mirror Processor.A Building Block for Self-Checking Self-Repairing Computing NodesǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ʹͳ•– –ǯŽǤ ›’Ǥ ‘ ƒ—Ž–Ǧ –‘Ž‡”ƒ–‘’—–‹‰ȋ ǦʹͳȌǡǤͳ͹ͺǦͳͺͷǡͳͻͻͳǤ ȏͳͻͻȐ ‡†‘Žƒ”ǡǤǤǡ™ƒǡǤǤAutomated Diagnostic Methodology for the IBM 3081 Processor ComplexǤ  ‘—”ƒŽ‘ˆ‡•‡ƒ”…Šƒ†‡˜‡Ž‘’‡–ǡƒ†ʹ͸ǡǤ͹ͺǦͺͺǡͳͻͺʹǤ

Literaturverzeichnis

259

ȏʹͲͲȐ Š‡ –‡”ƒ–‹‘ƒŽ‡…Š‘Ž‘‰›‘ƒ†ƒ’ˆ‘”‡‹…‘†—…–‘”•ȋ ȌǤFront End ProcessesǤ Š––’ǣȀȀ™™™Ǥ‹–”•Ǥ‡–Ȁ‹•ȀʹͲͲͷ Ȁ ʹͲͲͷǤ’†ˆǡʹͲͲͷ†‹–‹‘Ȁ‹–‹‡”–ƒ ͳͺǤͲͳǤʹͲͲͺǤ ȏʹͲͳȐ Œƒ†‡ǡ ǤǤǡ Ž›ǡǤ ǤDetection and parallel execution of independent instructionsǤ  ”ƒ•Ǥ‘‘’—–‡”•ǡƒ†ͳͻǡ‡ˆ–ͳͲǡǤͺͺͻǦͺͻͷǡͳͻ͹ͲǤ ȏʹͲʹȐ ‘ƒ•—Ž‘ǡǤǤAn Efficient Algorithm for Exploiting Multiple Arithmetic UnitsǤ  ‘—”Ǧ ƒŽ‘ˆ‡•‡ƒ”…Šƒ†‡˜‡Ž‘’‡–ǡƒ†ͳͳǡ‡ˆ–ͳǡǤʹͷȂ͵͵ǡͳͻ͸͹Ǥ ȏʹͲ͵Ȑ ”‡„Žƒ›ǡǤMAJC-5200. A VLIW Convergent MPSoCǤͳʹ–Š‹…”‘’”‘…‡••‘” ‘”—ǡͳͻͻͻǤ ȏʹͲͶȐ ”‹˜‡†‹ǡǤǤǡ‡–‡”ˆ‘”†˜ƒ…‡†‘’—–‹‰ƒ†‘—‹…ƒ–‹‘ǡ—‡‹˜‡”•‹–›ǡ Software Aging and Rejuvenation.ȋʹͲͲʹ‡›‘–‡ƒ††”‡••ȌǤ Š––’ǣȀȀ•”‡Œ—˜Ǥ‡‡Ǥ†—‡Ǥ‡†—Ȁ•ŠƒƒͲʹ̴•‡…—”‡Ǥ’†ˆǤ‡˜‹•‹‘˜‘ʹ͵ǤͲ͸ǤʹͲͲʹȀ‹–‹‡”–ƒ ͵ͲǤͳͳǤʹͲͲ͹Ǥ ȏʹͲͷȐ •ƒ‹ Ǥǡ‡™ǤThe Superthreaded Architecture: Thread Pipelining with Run-Time Data Dependence Checking and Control SpeculationǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡‘ˆ‡”‡…‡‘ƒ”ƒŽŽ‡Ž”…Š‹Ǧ –‡…–—”‡•ƒ†‘’‹Žƒ–‹‘‡…Š‹“—‡• ȋȌǡǤ͵ͷǦͶ͸ǡͳͻͻ͸Ǥ ȏʹͲ͸Ȑ •ƒ‘ǡǤǤǡ‹‡™‹‘”‡ǡǤǤTrend Analysis on System Error FilesǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ͳ͵–Š –̵Ž ›’Ǥ‘ ƒ—Ž–Ǧ‘Ž‡”ƒ–‘’—–‹‰ȋ Ǧͳ͵ȌǡǤͳͳ͸Ǧͳͳͻǡͳͻͺ͵Ǥ ȏʹͲ͹Ȑ —…ǡ Ǥǡ —ŽŽ•‡ǡ ǤInitial Observations of the Simultaneous Multithreading Pentium 4 ProcessorǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ͳʹ–Š –ǯŽǤ‘ˆǤ‘ƒ”ƒŽŽ‡Ž”…Š‹–‡…–—”‡•ƒ†‘’‹Žƒ–‹‘‡…ŠǦ ‹“—‡•ȋǦͳʹȌǡǤʹ͸ˆˆǡʹͲͲ͵Ǥ ȏʹͲͺȐ —ŽŽ•‡ǡǤǡ‰‰‡”•ǡǤǡ‡˜›ǡǤRetrospective: Simultaneous Multithreading: Maximizing OnChip ParallelismǤ  ʹͷ ‡ƒ”• ‘ˆ –Š‡ –ǯŽǤ ›’‘•‹ƒ ‘ ‘’—–‡” ”…Š‹–‡…–—”‡ ȋ‡Ž‡…–‡† ƒ’‡”•ȌǡǤͳͳͷǦͳͳ͸ǡͳͻͻͺǤ ȏʹͲͻȐ —ŽŽ•‡ǡǤǡ‰‰‡”•ǡǤǡ‡”ǡ Ǥǡ‡˜›ǡǤǡ‘ǡ Ǥǡ–ƒǡǤExploiting Choice: Instruction Fetch and Issue on an Implementable Simultaneous Multithreading ProcessorǤ ”‘…Ǥ‘ˆ –Š‡ʹ͵”† –ǯŽǤ›’Ǥ‘‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡ȋ Ǧʹ͵ȌǡǤͳͻͳǦʹͲʹǡͳͻͻ͸Ǥ ȏʹͳͲȐ —ŽŽ•‡ǡǤǡ‰‰‡”•ǡǤǡ‡˜›ǡǤSimultaneous Multithreading: Maximizing On-Chip ParallelismǤ  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ʹʹ† –ǯŽǤ ›’Ǥ ‘ ‘’—–‡” ”…Š‹–‡…–—”‡ ȋ ǦʹʹȌǡ Ǥ ͵ͻʹ Ǧ ͶͲ͵ǡ ͳͻͻͷǤ ȏʹͳͳȐ  ǤUnified Extensible Firmware Interface (UEFI) Specification 2.1ǡŠ––’ǣȀȀ™™™Ǥ—‡ˆ‹Ǥ‘”‰ǡ ‡˜‹•‹‘ʹǤͳǡ ƒǤʹͲͲ͹ǡ‹–‹‡”–ƒ͵ͲǤͳͳǤʹͲͲ͹Ǥ ȏʹͳʹȐ ‰‡”‡”ǡŠǤǡ‘„‹«ǡǤǡe‹Ž…ǡ Ǥ Multithreaded ProcessorsǤŠ‡‘’—–‡” ‘—”ƒŽǡƒ†Ͷͷǡ ‡ˆ–͵ǡǤ͵ʹͲǦ͵ͶͺǡʹͲͲʹǤ

260

Literaturverzeichnis

ȏʹͳ͵Ȑ ‰‡”‡”ǡ ŠǤǡ e‹Ž…ǡ Ǥǡ ‘„‹«ǡ Ǥ A Survey of Processors with Explicit MultithreadingǤ  ‘’—–‹‰—”˜‡›•ǡƒ†͵ͷǡ‡ˆ–ͳǡǤʹͻǦ͸͵ǡʹͲͲ͵Ǥ ȏʹͳͶȐ ƒ‹†›ƒǡǤǤA Case for Two-Level Recovery SchemesǤ ”ƒ•Ǥ‘‘’—–‡”•ǡƒ†Ͷ͹ǡ ‡ˆ–͸ǡǤ͸ͷ͸Ǧ͸͸͸ǡͳͻͻͺǤ ȏʹͳͷȐ  Ǧ‹…Š–Ž‹‹‡…Šƒ†‡•ƒƒŽ›•‡ȋ ͵ͺʹʹȌǡŽƒ––ͳǦͶǡ —Ž‹ͳͻͺͶȋ–™—”ˆȌǤ ȏʹͳ͸Ȑ ‹Œƒ›—ƒ”ǡ ǤǤǡ ‘‡”ƒœǡ Ǥǡ Š‡‰ǡ Ǥ Transient-Fault Recovery Using Simultaneous MultithreadingǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹͻ–Š –ǯŽǤ›’Ǥ‘‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡ȋ ǦʹͻȌǡʹͲͲʹǤ ȏʹͳ͹Ȑ ‘•ƒ’ǡǤǡ‘•‡•–‹‡ŽǡǤError Detection in Fault Secure Controllers using State EncodingǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ͳͻͻ͸—”‘’‡ƒ‘ˆǤ‘‡•‹‰ƒ†‡•–ǡǤʹͲͲǦʹͲͶǡͳͻͻ͸Ǥ ȏʹͳͺȐ ƒ†•ƒ…ǡǤǤFault Modeling and Logic Simulation in CMOS and MOS Integrated CircuitsǤ ‡ŽŽ›•–‡‡…Š‹…ƒŽ ‘—”ƒŽǡƒ†ͷ͹ǡǤͳͶͶͻǦͳͶ͹Ͷǡͳͻ͹ͺǤ ȏʹͳͻȐ ƒŽŽǡǤǤLimits of Instruction-Level ParallelismǤ‡•‡ƒ”…Š‡’‘”–ͻ͵Ȁ͸ǡ‹‰‹–ƒŽ“—‹’Ǧ ‡–‘”’‘”ƒ–‹‘ǡͳͻͻ͵Ǥ ȏʹʹͲȐ ƒŽŽǡ Ǥǡƒ…†‘ƒŽ†ǡǤȋ”•‰ǤȌǡ ‡–”‘’—Ž•‹‘ƒ„‘”ƒ–‘”›ƒŽ‹ˆ‘”‹ƒ •–‹–—–‡‘ˆ‡…Š‘ŽǦ ‘‰›ƒ†ƒ–‹‘ƒŽ‡”‘ƒ—–‹…•ƒ†’ƒ…‡†‹‹•–”ƒ–‹‘ǤThe NASA ASIC Guide: Assuring ASICs for SpaceǤ”ƒˆ–ͲǤ͸ǡŠ––’ǣȀȀ’ƒ”–•ǤŒ’ŽǤƒ•ƒǤ‰‘˜Ȁƒ•‹…Ȁ‡…–Ǥ͵ǤͶǤŠ–Ž͓͵ǡͳͻͻ͵ǡ‹–‹‡”– ƒͳͺǤͲͳǤʹͲͲͺǤ ȏʹʹͳȐ ƒ‰ǡǤǦ Ǥǡ‡––ǡ ǤImplementing Precise Interrupts in Pipelined RISC-ProcessorsǤ  ‹…”‘ǡƒ†ͳ͵ǡ‡ˆ–ͶǡǤ͵͸ǦͶ͵ǡͳͻͻ͵Ǥ ȏʹʹʹȐ ƒ‰ǡǤ Ǥ‡–ƒŽǤCharacterizing the Effects of Transient Faults on a High-Performance Processor PipelineǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹͲͲͶ –ǯŽǤ‘ˆǤ‘‡’‡†ƒ„Ž‡›•–‡•ƒ†‡–™‘”• ȋǯͲͶȌǡƒ†ͲͲǡǤ͸ͳǦ͹ͲǡʹͲͲͶǤ ȏʹʹ͵Ȑ ‡ƒ–Š‡”ˆ‘”†ǡǤFrom Carriers to Contacts.A Review of SEE Charge Collection Processes in DevicesǤ —…Ž‡ƒ”ƒ†’ƒ…‡ƒ†‹ƒ–‹‘ˆˆ‡…–•‘ˆ‡”‡…‡ȋǯͲʹȌǡŠ‘”–‘—”•‡ǡ ʹͲͲʹǤ ȏʹʹͶȐ ‡ƒ˜‡”ǡǤǡ—•–‹ǡǤA Fault Tolerant Approach to Microprocessor DesignǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ –ǯŽǤ‘ˆǤ‘‡’‡†ƒ„Ž‡›•–‡•ƒ†‡–™‘”•ȋǦʹͲͲͳȌǡǤͶͳͳǦͶʹͲǡʹͲͲͳǤ ȏʹʹͷȐ ‡„„‡”ǡ Ǥǡ ‡‹”‡ǡ Ǥ The Stratus Architecture.  ”‘…Ǥ ‘ˆ –Š‡ ʹͳ•– –ǯŽǤ ›’Ǥ ‘ ƒ—Ž–Ǧ ‘Ž‡”ƒ–‘’—–‹‰ȋ ǦʹͳȌǡǤ͹ͻǦͺͷǡͳͻͻͳǤ ȏʹʹ͸Ȑ ‘Žˆ‡ǡǤFor Intel, it’s a case of FPU all over againǤ‹‡•ǡͲͷȀͳͻͻ͹Ǥ ȏʹʹ͹Ȑ ‘‘†ǡ Ǥǡ Data Integrity Concepts, Features, and Technologyǡ Š‹–‡ ’ƒ’‡”ǡ ƒ†‡ ‹˜‹Ǧ •‹‘ǡ‘’ƒ“‘’—–‡”‘”’‘”ƒ–‹‘Ǥ

Literaturverzeichnis

261

ȏʹʹͺȐ ‹Ž‹šǤVirtex-E 1.8 V Field Programmable Gate ArraysǤ Š––’ǣȀȀ†‹”‡…–Ǥš‹Ž‹šǤ…‘Ȁ„˜†‘…•Ȁ’—„Ž‹…ƒ–‹‘•Ȁ†•ͲʹʹǤ’†ˆǤ‡˜‹•‹‘ʹǤ͵˜‘ͳ͹ǤͲ͹ǤʹͲͲʹȀ ‹–‹‡”–ƒ͵ͲǤͳͳǤʹͲͲ͹Ǥ ȏʹʹͻȐ ƒƒ‘–‘ǡǤǡ‡””ƒ‘ǡ Ǥ ǤǡƒŽ…‘––ǡǤǤǡ‘‘†ǡǤǤǡ‡‹”‘•›ǡ ǤPerformance estimation of multistreamed, superscalar processorsǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ʹ͹–Š –ǯŽǤ‘ˆǤ‘›•–‡ …‹‡…‡•ǡǤͳͻͷȂʹͲͶǡͳͻͻʹǤ ȏʹ͵ͲȐ ‡ƒ‰‡”ǡǤǤMIPS R10000 Superscalar MicroprocessorǤ ‹…”‘ǡƒ†ͳ͸ǡ‡ˆ–ʹǡǤʹͺǦ ͶͲǡ’”‹Žͳͻͻ͸Ǥ ȏʹ͵ͳȐ ‡ŠǡǤTriple-triple redundant 777 primary flight computerǤ ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ͳͻͻ͸‡”‘Ǧ •’ƒ…‡’’Ž‹…ƒ–‹‘•‘ˆ‡”‡…‡ǡƒ†ͳǡǤʹͻ͵Ǧ͵Ͳ͹ǡͳͻͻ͸Ǥ ȏʹ͵ʹȐ ‘—”•–ǡǤǤPTLsim: A Cycle Accurate Full System x86-64 Microarchitectural Simulator.  ”‘…Ǥ‘ˆ–Š‡ –ǯŽǤ›’Ǥ‘‡”ˆ‘”ƒ…‡ƒŽ›•‹•‘ˆ›•–‡•ƒ†‘ˆ–™ƒ”‡ȋ ̵Ͳ͹ȌǡǤ ʹ͵Ǧ͵ͶǡʹͲͲ͹Ǥ ȏʹ͵͵Ȑ —ǡǤFault Tolerance in Adaptive Real-Time Computing SystemsǤ‹••‡”–ƒ–‹‘ȋ   ͵Ͳ͵ͺͳ͹͸Ȍǡ‹˜‡”•‹–¡––ƒˆ‘”†ǡʹͲͲʹǤ ȏʹ͵ͶȐ Š‘—ǡ Ǥ A Case for Fault Tolerance and Performance Enhancement using ChipMultiprocessorsǤ ‘’—–‡””…Š‹–‡…–—”‡‡––‡”•ǡƒ†ͷǡ‡ˆ–ͳǡǤʹʹǦʹͷǡʹͲͲ͸Ǥ ȏʹ͵ͷȐ ‹‡‰Ž‡”ǡ Ǥ‡–ƒŽǤIBM Experiments in Soft Fails in Computer ElectronicsǤ  ‘—”ƒŽ‘ˆ‡Ǧ •‡ƒ”…Šƒ†‡˜‡Ž‘’‡–ǡƒ†ͶͲǡ‡ˆ–ͳǡͳͻͻͺǤ ȏʹ͵͸Ȑ ‹‡‰Ž‡”ǡ Ǥ Terrestrial cosmic ray intensitiesǤ  ‘—”ƒŽ ‘ˆ ‡•‡ƒ”…Š ƒ† ‡˜‡Ž‘’‡–ǡ ƒ†Ͷʹǡ‡ˆ–ͳǡǤͳͳ͹ˆˆǡͳͻͻͺǤ ȏʹ͵͹Ȑ ‹‡‰Ž‡”ǡ Ǥǡ —…Š‡”ǡ Ǥ SER - History, Trends, and Challenges: A Guide for Designing with Memory ICs,ʹͲͲͶǤ ȏʹ͵ͺȐ ‹˜ǡ Ǥ Performance Optimization of Checkpointing Schemes with Task DuplicationǤ  ”ƒ•Ǥ‘‘’—–‡”•ǡƒ†Ͷ͸ǡ‡ˆ–ͳʹǡǤͳ͵ͺͳǦͳ͵ͺ͸ǡͳͻͻ͹Ǥ

262

Index

Index μOP ............................................................ XXII

”ƒ›ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶ͹

Befehlshole-Strategie

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CRC ............................................................ XXII

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CRT ............................................................ XXII

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CRTR ......................................................... XXII

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Death- und Dependence-Based

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Checking Elision ................................ 87

Betriebsfehler ........................................... 19

Dependence-based checking elision . 86

Block-Multithreading ............................. 46

Disturbance ............................................... 16

BOQ ............................................................ XXII

DIVA .......................................................... XXII

BSP ............................................................. XXII

DMS ........................................................... XXII

BTAC .......................................................... XXII

DMT ........................................................... XXII

CDC............................................................. XXII

Dynamic Multistreaming ...................... 48

Chip-Multiprozessor ............................... 45

ECC ............................................................. XXII

CIF .............................................................. XXII

EDIF ........................................................... XXII

CLB ............................................................. XXII

EFI .............................................................. XXII

CMP ............................................................ XXII

Entwurfsfehler ......................................... 16

Computer

Error ............................................................ 16

 ǦǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͲ

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Fail-operational ....................................... 73

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Fail-Safe ...................................................... 73 –‹˜ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͹͵

263

Index Š—–†‘™ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͻǡ͹͵

FPGA .........................................................XXIII

Fail-silent .................................................... 73

Global Completion Table ....................... 54

Failure ......................................................... 16

Global Positioning System .................. 230

Fault.............................................................. 16

GPS ............................................................XXIII

Fehler

Hardware-Thread ................................... 45

‡Š‡„—‰ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͲͶ

Hot carrier injection ............................... 20

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Hyperpipelining ....................................... 43

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ILP .............................................................XXIII

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Instruction Level Parallelism (ILP) ... 44

Ž‹’Ǧ–‘ǦͳǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͵͵

IOB ............................................................XXIII

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IPC .............................................................XXIII

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Kritische Ladung ...................................... 31

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Linearer Energietransferwert ............. 23

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Lockstepping ............................................. 77

‘†‡ŽŽǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͺ

LUT ...........................................................XXIII

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Master-Checker ........................................ 78

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MIPS .........................................................XXIII

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Mistake ........................................................ 16

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Mittlere Lebensdauer............................. 72

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MOSFET ...................................................XXIII

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MT .............................................................XXIII

Fehlererkennung

MTBF ............................................................... 9

„•‘Ž—––‡•–ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͹͵

MTTF .................................................XXIII, 72

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MTTR ................................................XXIII, 72

ƒ••‹˜ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͹Ͷ

Multithreading

‡Žƒ–‹˜–‡•–ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͹͵ Fehlerinjektion

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Fertigungsfehler....................................... 17

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FIFO ........................................................... XXII

›ƒ‹•…ŠǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͷͲ

FIT (Failure In Time) .................................9

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264

Index

‡Ž’‡”ǦŠ”‡ƒ†ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶ͹

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’Ž‹œ‹–ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶ͹

ŠƒƒǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶͺ

‡†—†ƒ–ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳ͹ʹ

‘…ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͷͲ

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Ž‹’•–”‡ƒǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͺͶ

Ǧ•–”‡ƒǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͺ͵

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’ƒ”…Ž‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶ͸ ’‡…—Žƒ–‹˜‡—Ž–‹–Š”‡ƒ†‡†ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶͻ ˆ–ǦǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͹͹ ”ƒ…‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͺ͵

mW ................................................................ XX

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PCF ........................................................... XXIII

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PCI ............................................................ XXIII

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Prozessor

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Redundanz

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RMT ..........................................................XXIII

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SED............................................................XXIII

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SEDF .........................................................XXIII

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SEE ............................................................XXIII

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SEFI ...........................................................XXIII

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SEGR .........................................................XXIII

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SET ............................................................XXIII

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SEU ............................................................XXIII

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SIA ........................................................ XXIII, 3

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SIMD ......................................................... XXIV

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Simulator

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‡–‹—ͶǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͷͲ

Index Single Instruction – Multiple Data

265 ‹‰Ž‡˜‡– ƒ–‡—’–—”‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͶ

(SIMD) ................................................... 44

‹‰Ž‡˜‡–”ƒ•‹‡–ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͶ

SIS .............................................................XXIV

‹‰Ž‡˜‡–’•‡–ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͶ

Slack .......................................................... 174

‹‰Ž‡Ǧ˜‡–ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͳ

SMT ...........................................................XXIV

Superskalarität ........................................ 44

SPARC .......................................................XXIV

Thread Level Parallelism (TLP).......... 44

SPEC ..........................................................XXIV

TLP............................................................ XXIV

SRT ............................................................XXIV

TMR .......................................................... XXIV

SSMT .........................................................XXIV

Trace Cache ............................................... 52

Strahlung

TRUSS ........................................................ 114

αǡβǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹʹ

UCF............................................................ XXIV

‹”‡–‹‘‹•‹‡”‡†ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹʹ

UEFI .......................................................... XXIV

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UEFI-Standard........................................... 90

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Unkritisches Ausfallverhalten ............ 72

‡—–”‘‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹʹ

Validierung ................................................ 59

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VAX ........................................................... XXIV

Strahlungseffekt



Verifikation ............................................... 59

ƒ—‡”ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͷ

VHDL ........................................................ XXIV

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Virtuelles Duplexsystem ....................... 79

‹‰Ž‡˜‡–‹•–—”„ƒ…‡ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͶ

VLSI........................................................... XXIV

‹‰Ž‡˜‡– —…–‹‘ƒŽ –‡””—’–ǤǤǤǤǤʹͶ

VOQ........................................................... XXIV