تزریق اشکال در مدل های hdl به منظور بررسی انتشار خطا

افزایش روزافزون استفاده از سیستم¬های کامپیوتری در کاربردهایی که نیازمند سطح بالایی از اتکاپذیری هستند، مستلزم روش¬هایی برای بررسی صحت پارامترهای اتکاپذیری این سیستم¬ها است. یکی از مهمترین روش های ارزیابی اتکاپذیری، تزریق اشکال شبیه¬سازی شده در مدل¬های hdl است که انعطاف¬پذیری، قابلیت مشاهده و قابلیت کنترل بالایی در آزمون سیستم¬های دیجیتال فراهم می¬آورد. در این پایان¬نامه یک روش جدید برای تزریق اشکال در مدل¬های hdl ارائه شده است که نسبت به تکنیک¬های دیگر شبیه¬سازی تزریق اشکال به تغییرات اندکی در مدل hdl مدار نیاز دارد، سرعت بالایی در انجام آزمایشات تزریق اشکال فراهم می¬آورد و در زبان¬های توصیف سخت¬افزار vhdl و verilog قابل استفاده است. تکنیک ارائه شده از ویژگی جدیدی که در استاندارد 2008 زبان vhdl معرفی شده است، برای تزریق اشکال در مدل¬های vhdl استفاده می¬کند. این ویژگی استفاده از دستورات force و release در انتساب مقدار به سیگنال¬ها در مدل vhdl است که این امکان را فراهم می¬آورد که با تغییرات اندکی در کد منبع به آسانی اشکال¬ها در مدل hdl تزریق شوند. این دستورات در زبان verilog نیز وجود دارند که از همین روش برای تزریق اشکال در مدل¬های verilog نیز بهره گرفته شده است. . علاوه¬بر بهره¬گیری از انتساب¬های force و release در هر دو مدل vhdl وverilog برای تسریع عملیات تزریق اشکال از دستورات شبیه¬ساز¬های hdl نیز استفاده شده است. روش ارائه شده امکان تزریق اشکال های دائمی، گذرا و دوره¬ای بصورت تک¬بیتی و چند بیتی را فراهم می¬آورد. از آنجا که کاهش اندازه تکنولوژی ساخت، مدارهای cmos را در برابر ذرات آلفا و تشعشعات کیهانی حساس¬تر نموده است و در نتیجه احتمال رخداد چندین اشکال بصورت همزمان در چنین مدارهایی در¬حال افزایش است. بنابراین تزریق اشکال¬های چندرخدادی از اهمیت ویژه¬ای در روش¬های جدید تزریق اشکال برخوردار استیک ابزار تزریق اشکال نیز برای ارزیابی روش پیشنهادی ارائه شده است که امکان شبیه¬سازی و تحلیل داده¬های حاصل از شبیه¬سازی را فراهم می¬آورد و پارامترهایی مانند درصد خطاهای انتشار یافته، درصد خطاهای پنهان در سیستم و تأخیر انتشار خطا را استخراج می نماید. مدل hdl پردازنده 32 بیتی به نام dp32 برای ارزیابی روش پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفته است تا نحوه انتشار خطا در این پردازنده مورد بررسی قرار گیرد و پارامترهای اتکاپذیری آن استخراج شود. 2000 اشکال تک¬بیتی و 7000 اشکال دوبیتی با استفاده از ابزار تزریق اشکال در alu، فایل ثبات¬ها، ثبات¬های عمومی و گذرگاه های این پردازنده تزریق شده¬اند. در هر اجرا تنها یک اشکال تک¬بیتی یا دوبیتی تزریق شده است. نتایج آزمایشات نشان می¬دهد که بسته به نوع اشکال¬ها، نوع بارکاری و مکان تزریق اشکال بین 7% تا 89% از اشکال¬ها بصورت خطا انتشار یافته¬اند. روش ارائه شده نسبت به دیگر روش¬های تزریق اشکال در مدل¬های hdl مانند عناصر خرابکار و جهنده¬ها سرعت بیشتری داشته و کمترین تغییرات را در مدل hdl نسبت به این روش¬ها فراهم می¬آورد.