New-Tech Military Magazine | Q4 2021

מימוש ואימותשל תכנונים בעלי אמינות גבוהה FPGA על פלטפורמותמבוססות

Synopsys יאיר דהאן

וסריקת אולטרה סאונד חייבים לפעול בגבולות בטוחים. רבים מבין היישומים התעשייתיים, לרבות רובוטים, עלולים לגרום לפציעה או למוות אם תהיה בהם תקלה שתגרום להם לפעול באופן לא בטוח. קיימים כמה מקורות לתקלות בשבבים, לרבות טמפרטורה, טכנולוגיה, אספקת מתח, קרינה ותקלה ברכיב. תקלות אלו עלולות להוביל לתקלות קבועות. סוגים אחרים של תקלות, כגון תקלות שיבוש אות ) הן תקלות bit flip ) או היפוך סיבית ( glitch ( חולפות, ולעתים, אפשר לאפס אותן על ידי פעולה ברמת המערכת. קרינה ויינון הם מקורות בעלי חשיבות לתקלות מעבר, במיוחד ביישומים מבוססי מקום. ההשפעה של יינון או של קרינה על השבב באה לידי ביטוי בשיבוש חולף של אות. הוא מסווג כתופעת מעבר של SET - SINGLE EVENT אירוע יחיד ( ) מאחר שהוא מתרחש TRANSIENT באופן חד פעמי, ולאחר מכן האות מתייצב. ) מופיע קרוב spike אם האות החד ( לדגימת אות השעון, יש אפשרות שתקלת השיבוש תיקלט על ידי המודול הדוגם

תכנונים של מערכות קריטיות לבטיחות

סקירה כללית כדי להבטיח בטיחות ואבטחה פונקציונליים בתכנונים, למשל תכנונים המשמשיםביישומיםתעשייתיים, יישומים רפואיים, תעשיות הרכב, חלל ויישומים צבאיים, יש צורך ביותר מאשר אימות פונקציונלי מסורתי (סימולציות וכו'). גם אם נאתר ונתקן כל אחת מהשגיאות, נדרש הרבה יותר מיישומים אלו כדי להיות בעלי אמינות פונקציונלית גבוהה ביותר. הם צריכים להיות בעלי יכולת לטפל במגוון של תקלות ושגיאות שנגזרות, בין אם על ידי תיקון אוטומטי של השגיאות או על ידי גילוי שלהם ונקיטת פעולות כגון כיבוי מנגנון או איפוס באופן בטוח מבחינה פונקציונלית . תקלות יכולות להתרחש על radiation ידי הפרעות מחלקיקי קרינה ( ), או מתופעות של חימום, particle upset אספקת מתח וגורמים סביבתיים אחרים. הם בחירה נפוצה בתכנונים FPGA רכיבי אלו , בזכות הגמישות המובנית שלהם לאמינות גבוהה ובזכות העלויות הנמוכות כשמדובר ASIC שלהם, בהשוואה למעגלי ביישומים בכמויות קטנות.

יישומי חלל ויישומים צבאיים או רפואיים וכן יישומים הקשורים לרכבים ועוד... הם דוגמאות ליישומים שדורשים בטיחות פונקציונלית ואמינות גבוהה באופן יוצא דופן. אסור לסכן את הפעולה התקינה באחד מהיישומים האלה, שעלולה להתרחש למשל, אם מסיבה כלשהיא (קרינה, חום,תקלות מתח ועוד) סיבית אחת תשנה מצב באופן אקראי במכונות מצבים או בכתיבה לזיכרונות בתיכנון מה שיוכל לגרום למשל FPGA הממומש ב- בישומי חלל, לשיבוש בתקשורת מול הלווין ואף לתקלות חמורות מאלו שעלולות להוריד לטמיון את כל ההשקעה בפרוייקט ולכן חייבת להיות בתיכנון יכולת לזהות ולתקן שגיאות מעין אלו תוך כדי פעולת תיקון אוטומטית או לחילופין להשתקם ) של reset מהשגיאה באמצעות איפוס ( המערכת לאחר מעבר למצב בטוח. גם דרישות הבטיחות מיישומים רפואיים ברורות מאוד. מכשירים שבאמצעותם מתבצעים טיפולים בקרינה, דימות בקרני ) MRI (קרני רנטגן), בתהודה מגנטית ( X

New-Tech Military Magazine l 34