単一多数決器を用いたカスケード式TMRの最適構成の導出

摘要

Triple modular redundancy (TMR) is a major method that is used for implementing fault tolerant systems. In TMR, a module unit is triplicated, and the outputs of these three units are compared by a voter. A system connecting multiple TMR in series is called a cascading TMR system. Traditionally cascading single-voter TMR systems use voters of fan-out three. Recently, however, a new cascading single-voter TMR system configuration which uses voters of fan-out one was proposed. This study proposes a method of calculating the reliability of cascading single-voter TMR systems and an algorithm for finding the optimal configuration of a cascading single-voter TMR system. The method of calculating reliability uses a case-splitting based on the state of the values of the three lines in a cascading single-voter TMR system to calculate the occurrence probability of each state at every stage. The method of finding the optimal configuration of a cascading single-voter TMR system uses the branch and bound approach to explore the solution space effectively.%三重系多数決システム（TMR）は，モジュールを三重化し，それらの出力を多数決器を用いて比較するシステムで，フォールトトレラントシステムを実現する代表的な手法である．また，複数のTMRを直列に接続したシステムをカスケード式TMRと呼ぶ．単一の多数決器をカスケード式TMRの各ステージに用いる場合，従来はフアンアウトが3の多数決器を用いたTMRのみが想定されていたが，最近になりフアンアウトが1の多数決器を用いた新しい構造が提案された．本報告では，単一多数決器のTMRで構成されたカスケード式TMRの信頼度を計算により求める方法，並びに単一多数決器のカスケード式TMRの最適構成を導出する手法の捷案を行う．カスケード式TMRの信頼度計算では，カスケード式TMRの3系統の出力の状態を場合分けし，各状態の生起確率をステージ毎に求める．また，カスケード式TMRの最適構成の導出では，分枝限定法を用いて効率的に解空間を探索する．