Ein Beitrag zur Funktionsüberwachung und Fehlertoleranz in mikroprogrammierten Prozessoren:
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|---|---|
| adam_text | Titel: Ein Beitrag zur Funktionsüberwachung und Fehlertoleranz in mikroprogrammierten Prozessoren
Autor: Trautwein, Wilhelm-Michael
Jahr: 1987
Inhalt Seite
1. Einleitung 1
2. Fehlertoleranz-Verfahren 4
3. Mikroprogrammierter Prozessor 9
3.1 Definitionen zum mikroprogrammierten Prozessor 9
3.2 Hardwarebeschreibung 12
3.3 Ebenenzuordnung 15
3.4 MPStw und MPOp als synchrone Automaten 17
3.4.1 Moore-und Mealy-Automat 17
3.4.2 MP-Steuerwerk als Mealy-Automat-Realisierung 22
3.4.3 MP-Operationswerk als Mealy-Automat-Realisierung 29
3.4.4 Wilkes/Harvard-Typ 32
4. Fehlertoleranz-Aspekte 33
4.1 Fehlerbegriff und Fehlerursachen 35
4.2 Fehlertypen 39
4.3 Fehlerübergänge 44
5. Codierung und Fehlertoleranz 47
5.1 Algebraische Strukturen 48
5.2 Zahlendarstellung und Zahlensystem 51
5.3 Axiome der Restklassenalgebra 56
5.4 Residuencode 61
5.4.1 Fehlererkennung mittels Residuencode 66
5.4.2 Gleichungen für arithmetische Operationen 69
5.4.3 Fehlererkennung bei arithmetischen Operationen 75
5.4.4 Gleichungen für logische Operationen 78
5.4.5 Fehlererkennung bei logischen Operationen 81
5.4.6 Fehlerkorrektur mittels Biresiduencode 83
6. Implementierungen 94
6.1 Restegeneratoren 96
6.2 Fehlererkennung beim MPStw 102
II
6.3 Fehlererkennung beim MPOp 106
6.3.1 Arithmetische Einheit A 108
6.3.2 Logische Einheit L u0
6.3.3 Reste-Verknüpfung C m
6.3.4 Adapter AD für logische Operationen 112
6.3.5 Monitorschaltung M zur Fehlelerkennung H3
6.4 Fehlerkorrektur beim MPStw 115
6.4.1 Syndromgenerator 116
6.4.2 Fehlerwertgenerator 117
6.4.3 Korrekturlogik 122
6.5 Fehlerkonektur bei Operationen 123
7. Leistungsbetrachtung 125
7.1 Fehlererkennungsgrad beim Residuencode 125
7.2 Fehlererkenrmngs- und Fehlerkorrekturgrad beim Biresiduencode 130
7.3 Hardwareaufwand 133
7.3.1 Fehlererkennende MP-Steuerung 134
7.3.2 Fehlerkorrigierende MP-Steuerung 135
7.3.3 Fehlererkennendes MP-Operationswerk 136
7.3.4 Fehlerkorrigierendes MP-Operationswerk 137
7.4 Zeitaufwand 141
7.4.1 Fehlererkennende MP-Steuerung 142
7.4.2 Fehlerkorrigierende MP-Steuerung 143
7.4.3 Fehlererkennendes MP-Operationswerk 144
7.4.4 Fehlerkorrigierendes MP-Operationswerk 145
8. Zusammenfassung 147
Anhang
AI -Beispiele für Fehlerübergänge bei dyadischen Operationen 149
A2 - Beweise der Axiome der Restklassenalgebra 150
A3 - Residuencodierung und Inverse Residuencodierung 156
A4 - Beweise der Gleichungen für arithmetische Operationen 157
A5 - Beweise der Gleichungen für logische Operationen 161
A6 - Fehleterkennungsraten bei TMR 163
Literatur
169
Lebenslauf !76
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