誤り伝播に着目した粗粒度再構成可能アーキテクチャ向け部分的三重化手法

摘要

Advancing CMOS process technology implies decreasing operating voltages, leaving LSI increasingly vulnerable to temporary faults, also known as soft faults. Therefore, LSI systems which can mitigate soft-errors flexibly is desired to accommodate today's wide range of applications. This paper proposes a selective TMR algorithm that is to achieve high dependability for coarse-grained reconfigurable architectures with low area-overheads. The proposed algorithm decides which circuits should be triplicated based on estimated reliability. Reliability can be estimated for general coarse-grained architectures using error propagation probability models between arithmetic operations in data flow graphs. As a result, the proposed selective TMR method can reduce error output cycle count by 74% from the existing method.%近年のプロセス微細化や低電圧化に伴い，大容量SRAMはもとより，演算回路や制御回路内でもソフトエラーの発生率が増加している．しかし，集積回路の応用分野は民生機器や医療機器から航空宇宙用途まで様々であり，信頼性への要求水準も様々である．このような多様な信頼性への要求に対して，柔軟な対応が可能なアーキテクチャの1つとして粗粒度再構成可能アーキテクチャがある．再構成可能アーキテクチャでは製造後に内部の演算や論理を定義・変更可能であることから，回路に冗長構成をとらせることによる柔軟な高信頼化が可能である．また粗粒度であることにより，構成情報が少なく，高い信頼性を実現出来ると考えられる．これに対し，本稿では，演算処理間の誤りの伝播しやすさに着目した粗粒度再構成可能アーキテクチャ向け部分的三重化手法を捷案する．提案手法ではデータフローグラフにおいて信頼性の見積もりを行うことにより面積効率の良い高信頼化を行う．この信頼性の評価はデータパスにおける演算処理間の誤りの伝播しやすさというモデルを用いることにより，複数の粗粒度再構成可能アーキテクチャに適用可能である．