Majority Type and Redundancy Level Influences on Redundant Data Types Approach for HLS

Vysokoúrovňová syntéza, HLS, redundantní datové typy, úroveň redundance, hlasovací člen, Catapult C, odolnost proti poruchám.

Kvůli zvyšující se poptávce po spolehlivých výpočetních systémech do prostředí se zvýšeným výskytem poruch (např. vesmír, letectví atp.) vznikají nové techniky tzv. vkládání odolnosti proti poruchám. Dnešní systémy jsou velmi rozsáhlé a složité. Ke snížení složitosti návrhu a následné verifikace těchto systémů se využívá mj. vysokoúrovňové syntézy (High-Level Synthesis, HLS). V tomto výzkumu se zabýváme možností vkládání odolnosti proti poruchám do složitých systémů navrhovaných dle metodiky HLS. Při našem přístupu využíváme speciálně vytvořených datových typů, jež umí vkládat redundantní prvky do systému na úrovni popisu funkcí v realizovaném algoritmu. V tomto příspěvku jsou tyto techniky rozšířeny o nové typy odolnosti a rovněž o odlišnou architekturu hlasovacího členu. Systémy, do kterých byla vložena odlišná míra redundance za účelem zvýšení odolnosti, jsou následně testovány přímo v hardware pomocí umělé injektáže poruch do hradlového pole FPGA (Field Programmable Gate Array). Pro testování využíváme aplikace řídicí komponenty robota, jenž hledá cestu v bludišti. Článek rovněž popisuje proces vyhodnocení a korektnost nastavených parametrů tohoto procesu. Výsledky naznačují, že pro účely použití s redundantními datovými typy je vhodnější hlasovací člen založený na realizaci majoritní funkce po bitech.