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Bibliographic Metadata

Title
Immunorepairing of hardware systems
AuthorMontealegre Agramont, Norma Alicia
ExaminerRammig, Franz Josef ; Hellebrand, Sybille
Published2013
Institutional NotePaderborn, Univ., Diss., 2013
Annotation
Tag der Verteidigung: 22.03.2013
LanguageEnglish
Document TypesDissertation (PhD)
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-11928 
Files
Immunorepairing of hardware systems [4.38 mb]Abstract - Immunorepairing of Hardware Systems [13.54 kb]Zusammenfassung - Immunorepairing of Hardware Systems [15.7 kb]
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Abstract (German)

Ein selbst-reparierendes System ist ein System, dass in die Lage ist sich nach einem Ausfall autonom zu heilen. Wenn sich ein Hardware-Modul in einer extremen und unzugänglichen Umgebung befindet, kann eine Reparatur sehr teuer und sogar unmöglich sein. Daher besteht die Notwendigkeit, Techniken der Selbst-Reparatur bei der Entwicklung von Hardware-Systemen zu untersuchen und zu integrieren. Ein selbst-reparierendes Hardware-System besteht grundsätzlich aus einem Fehlererkennungsmodul, einem Fehlerbehebungsmodul und der Schaltung an sich. Eine niedrige Latenzzeit der Fehlererkennung ist erforderlich, so dass das Fehlererkennungsmodul online und gleichzeitig mit dem Betrieb der Schaltung arbeiten kann. In der Literatur gibt es viele Ansätze, die sich mit selbst-reparierenden Systemen beschäftigen. Allerdings geben sie nur wenige Details über den Entwurf eines Fehlererkennungsmoduls, der Fehlererkennungslatenz, oder schlagen eine Technik vor, die nicht in der Lage ist, gleichzeitig mit dem Betrieb der Schaltung zu arbeiten. Zudem wurde festgestellt, dass bereits existierende Ansätze Selbst-Reparatur Verfahren benutzen, die schwer zu reproduzieren sind oder die Verwendung einer komplett neuen Hardwareplattform notwendig machen. Diese Dissertation untersucht und evaluiert eine Reihe von Techniken zur Fehlererkennungen, die sich auf die Verringerung der Fehlererkennungslatenz und des Hardware-Overheads konzentrieren. Einige Techniken sind aus dem Bereich der künstlichen Immunsysteme übernommen worden. Zudem schlägt diese Arbeit eine modulare Architektur zur Selbst-Reparatur vor, die für den Entwurf selbst-reparierender Hardware-Systeme genutzt werden kann. Die in VHDL beschriebene, modulare Architektur, ist somit ein weiterer Schritt in Richtung des automatischen Entwurfes von Selbst-Reparierenden Hardware Systemen.

Abstract (English)

On-site repairing of a hardware system that operates in an extreme and inaccessible environment, such as a hardware module of a spaceborne or underwater device, is very costly or even sometimes impossible. That is the reason why, techniques for the design of a hardware system which is able to recover from a failure autonomously are necessary. Such self-repairing hardware system is composed basically of a fault recognition module, a recovery procedure module, and the circuit to be repaired. For the design of the fault recognition module, a low fault recognition latency is a requirement, so that such module can operate online and concurrently to the operation of the circuit to be repaired. In the literature there are many approaches of self-repairing systems, however, most of them do not deliver details of the design of a fault recognition module which is able to work concurrently to the operation of the circuit to be repaired. Moreover, many of the existing approaches propose new non-commercial hardware platforms or self-repairing procedures which are hard to reproduce. Hence, this thesis evaluates a set of fault recognition techniques that focus on reducing the fault recognition latency and hardware overhead and delivers a modular framework for the implementation of a self-repairing hardware system. Some of the evaluated techniques are taken from the field of artificial immune systems.