基于占用率的体系结构脆弱因子在线计算方法

随着CMOS工艺的不断进步,单个芯片上集成的晶体管数目快速增长,使得由高能粒子和α粒子辐射产生的软错误逐渐成为影响微处理器可靠性的重要因素。通过计算体系结构脆弱因子,量化分析软错误对微处理器中不同结构的影响,已成为指导微处理器容错设计、提高系统可靠性的重要方法。体系结构脆弱因子在线计算方法,利用体系结构脆弱因子随应用程序运行而变化的特点,指导动态选择容错技术,实现可靠性与性能之间的平衡。在对已有方法分析的基础上,提出一种基于占用率的体系结构脆弱因子在线计算方法,并在Sim Alpha模拟器上进行验证。通过运行SPEC CPU2000基准测试程序,计算发射队列、重命名缓冲和存取队列的体系结构脆弱因子。实验结果表明,该方法能有效计算微处理器中不同结构的体系结构脆弱因子,与离线计算方法相比,发射队列、重排序缓存和存取队列三个体系结构脆弱因子的平均绝对误差仅为0.10、0.01和0.039。     

微处理器体系结构级软错误易感性评估

随着集成电路特征尺寸的缩小和集成度的增加,微处理器的软错误问题越来越严重。为了提高微处理器的可靠性,设计者需要在体系结构设计时精确估算各个部件的软错误率,从而对各部件进行相应的容错设计。本文针对微处理器中的软错误问题,研究了体系结构级软错误易感性估算模型,基于该模型对超标量微处理器主要部件的软错误易感性进行定量分析,并讨论了可靠性与性能的折衷设计。实验结果对微处理器软错误的预防和保护具有一定指导意义,也为微处理器主要部件的容错设计提供了参考。     

基于图神经网络的程序脆弱性指数评估方法

软错误会导致隐性偏差,严重影响计算机系统的可靠性。计算程序脆弱性指数是防护隐性偏差的先决条件。针对传统方法中程序语义提取不足,无法全面反映错误传播机理的问题,提出了一种基于图注意力网络的程序脆弱性指数评估方法EpicGNN。将脆弱性指数预测的任务转换为图神经网络的图回归任务,应用不同类型的边来表示不同的指令关系;引入结构化多头自注意力机制量化节点间、节点到图在错误传播中的重要程度;依据该重要性聚合节点信息、图信息形成图的表示向量,并利用回归模型预测脆弱性指数。实验结果表明,EpicGNN在spec2000、spec2006、rodinia等数据集上的平均绝对误差相比现有模型减少了0.037～0.258,对未见过的图仍然有良好的泛化性能。     

龙芯1号处理器的故障注入方法与软错误敏感性分析

在纳米级制造工艺下以及在航天等特殊应用场合中,可靠性将是处理器设计中的一个重要考虑因素.以龙芯1号处理器为研究对象,探讨了处理器可靠性设计中的故障注入方法,并提出了一种同时运行两个处理器RTL模型的故障注入与分析方法,可以实现连续快速的处理器仿真故障注入.在此基础上,进一步分析了龙芯1号处理器的软错误敏感性,通过快速注入大约30万个软错误,保证了分析结果具有较好的统计意义,可以有效指导后续的容错与可靠性设计.     

一种容软错误的BIST结构

针对深亚微米工艺下瞬态故障引发的软错误可能成为芯片失效的重要原因,提出一种容软错误的BIST结构--FT-CBILBO.该结构对并发内建逻辑块观察器进行改进,通过对多输入特征寄存器进行功能复用,构建双模冗余的容错微结构,并且能有效地降低开销;在触发器输出端插入C单元,可有效地针对单事件翻转进行防护,阻塞瞬态故障引发的软错误.在UMC 0.18μm工艺下的实验结果表明,FT-CBILBO面积开销为28.37%～33.29%,性能开销为4.99%～18.20%.     

基于软错误的动态程序可靠性分析和评估

基于软件实现的软错误容错方法不需要硬件开销,被认为是一种高效的软错误容错方法,而动态的实现这种方法能覆盖更多种类型的程序,因而能覆盖更多的软错误,分析硬件软错误对程序执行时代码和数据的逻辑影响,并建立了硬件软错误条件下程序运行可靠性评估模型.本文的工作为基于软件动态软错误容错算法的提出提供了理论基础,也为程序可靠性的评估提供了一种方法.我们依据体系结构层硬件对指令执行的影响将硬件构件进行分类,并分析了不同的硬件构件对程序代码和数据的逻辑影响.基于软错误对程序代码和数据的影响模型,建立了软错误条件下程序运行可靠性评估模型.最后,在实验中,对软错误条件下程序影响模型和程序运行可靠性评估模型进行了验证,实验结果证明了本文的分析和评估结果.     

降低寄存器软错误的静态寄存器重分配方法

针对寄存器交换方法在降低寄存器软错误率过程中,未考虑寄存器分配过程对软错误所带来影响的问题,提出一种基于活跃变量对于软错误影响的静态寄存器重分配方法。首先,引入活跃变量权值来评估其对寄存器软错误的影响;然后,提出两条规则,在进行寄存器交换后对活跃变量进行寄存器的重新分配。该方法在更小粒度的活跃变量层次,进一步降低了寄存器软错误率。实验和分析表明,相对于寄存器交换方法,该策略能进一步降低30%的寄存器软错误率,增强了寄存器的可靠性。     

基于SimpleSim-ARM模拟器的软错误易感性分析与评估

随着集成电路特征尺寸的逐步缩小,随之而来快速增长的软错误率严重限制了现代微处理器的应用,因此对微处理器可靠性进行评估十分重要。在微处理器体系结构级进行软错误易感性评估能反映出微处理器部件的可靠性,提出基于SimpleSim-ARM模拟器对微处理器体系结构级进行软错误易感性评估的方法,可用于对ARM体系结构微处理器进行软错误易感性评估。根据提出方法对StrongARM SA-11xx进行软错误易感性分析,实验结果表明,在基准配置情况下,存储部件中寄存器文件的平均AVF值为57.76%;非存储部件发射队列（IQ）、保留站与重定序缓冲（RUU）与功能单元（FUs）的平均AVF值分别为38.53%、32.02%和12.39%。在不同配置下,IQ和RUU部件容量越大,对应部件AVF评估值越小;FUs数量越多,该部件AVF评估值越小。     

基于敏感寄存器替换的电路软错误率与开销最优化

随着集成电路的发展,逻辑电路对放射性粒子引起的软错误越来越敏感.现有的电路加固技术通常会带来较大的面积开销.综合考虑电路的软错误率和面积开销,提出一种新的电路加固评估指标FAP,并提出基于贪婪算法的寄存器替换技术,通过将电路的部分敏感寄存器替换为冗余寄存器来免疫电路中的软错误.针对贪婪算法有时不能达到可靠性和开销整体最优的局限,进一步提出可靠性-开销最优的启发式替换算法.实验结果表明,基于贪婪算法的寄存器替换技术只需50%的面积开销就可降低90%的电路软错误率;而可靠性-开销最优的启发式替换算法只需45%左右的面积开销,电路软错误率就降低达90%以上.与其他已有技术相比,电路软错误免疫技术在可靠性和面积开销间达到了更好的折中.     

基于内建自测的软错误与老化在线检测

负偏置温度不稳定性为主的老化会造成时序违规故障及软错误故障。为此,提出软错误与老化在线检测器(SEAOS)。在器件正常工作的情况下,在线检测上述2种故障。复用并发内建逻辑块观察器,使得硬件开销不超过30%。实验结果表明,在0.18 μm工艺尺寸下,与经典检测结构相比,SEAOS有较好的检测能力,且硬件开销较少。     

基于组态思想的温室控制系统

温室设施已经在世界范围内得到广泛地应用。针对农业温室的全自动化控制的要求．作者研制了带有组态思想的温室自动控制系统。该系统以工控机或PC机为上住机．以嵌入式工控系统为下位机，可以全面控制温室内的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度以及灌溉中的PH值和EC值等。这个系统的设计中考虑了组态的思想．可以应用于大多数的常规温室。     

基于组态王和PROFIBUS的流量调节系统

介绍了用组态王软件设计流量指示调节仪,并用PROFIBUS总线产品,智能模块来采集现场流量信号,实现对现场流量信号显示、记录,并进行自动控制.     

基于配置关联关系的信息系统误配置检测技术

随着软件系统变得更加复杂和可配置,由于错误配置而导致的故障正成为关键问题;这种故障的诊断和修复需要跨越软件本身及其运行环境进行分析,使得其处理过程十分困难,且修理费用极高;为解决这种故障带来的较为严重的经济损失、安全隐患和功能故障;基于配置项之间隐含的关联关系及其运行环境,设计了基于信息系统配置关联关系的配置错误检测系统技术,利用给定的大量样本配置训练,形成配置项关联关系与检测规则,通过发掘信息系统各组件配置项之间的关联关系并利用这种关联进行配置项交叉检验,能够有效检测系统的错误配置;通过模拟测试表明,所提错误配置检出率达到了90%以上,在大型企业中具有广泛的应用前景,为未来优化信息误配置检测技术提供建设性方向方法。     

一种基于软集和多属性综合的软件漏洞发现方法

针对软件漏洞检测中的漏洞覆盖率和人工缺陷审查等问题,提出了一种基于软集和多属性综合的软件漏洞发现方法.首先基于多检测工具的可信集成,建立了软件漏洞影响的评估模型;其次引入软集实现漏洞影响因素的度量,接着通过多属性综合的集成工具确定漏洞对软件安全的严重性影响,并最终完成软件漏洞的发现过程.实验结果表明,该方法对不同级别的漏洞均有较好的检测能力,为改善软件漏洞检测的误报率和漏报率等问题提供了一种可行的途径.     

计算机辅助教学在化学课堂教学中的功能分析

通过计算机辅助教学的介绍，对计算机辅助教学在化学课堂教学中的功能进行了分析，这些功能包括：课堂直观性好，化抽象为具体；丰富课堂内容，开阔学生视野；化学实验演示，一目了然；利用计算机设计课堂练习。抓住重点，突出难点；通过网络教学，激发学生学习的兴趣。     

Web网站SSL/TLS协议配置安全研究

SSL/TLS协议是目前通信安全和身份认证方面应用最为广泛的安全协议之一,对于保障信息系统的安全有着十分重要的作用.然而,由于SSL/TLS协议的复杂性,使得Web网站在实现和部署SSL/TLS协议时,很容易出现代码实现漏洞、部署配置缺陷和证书密钥管理问题等安全缺陷.这类安全问题在Web网站中经常发生,也造成了许多安全事件,影响了大批网站.因此,本文首先针对Web网站中安全检测与分析存在工具匮乏、检测内容单一、欠缺详细分析与建议等问题,设计并实现了Web网站SSL/TLS协议部署配置安全漏洞扫描分析系统,本系统主要从SSL/TLS协议基础配置、密码套件支持以及主流攻击测试三方面进行扫描分析;之后使用该检测系统对Alexa排名前100万网站进行扫描,并做了详细的统计与分析,发现了不安全密码套件3DES普遍被支持、关键扩展OCSP Stapling支持率不足25%、仍然有不少网站存在HeartBleed攻击等严重问题;最后,针对扫描结果中出现的主要问题给出了相应的解决方案或建议.     

基于差错传播概率矩阵的时序电路软错误可靠性评估

在深亚微米及纳米级集成电路设计过程中,电路的可靠性评估是非常重要的一个环节.该文提出了一种基于差错传播概率矩阵(Error Propagation Probability Matrix,EPPM)的时序电路软错误可靠性评估方法,即先将逻辑门和触发器在当前时钟周期对差错的传播概率用4种EPPM表示,再利用自定义的矩阵并积运算计算多周期情况下的差错传播概率,最后结合二项分布的特点计算时序电路的可靠度.用ISCAS' 89基准电路为对象进行实验,结果表明所提方法是准确和有效的.     

基于组态软件的CVI设备集中监控系统设计

CVI设备作为制备C/C复合材料的有效方法越来越受到人们的重视,针对目前实验室CVI设备监控自动化水平不高的现状,文中就CVI工艺设备的多设备监控建立了一种DCS控制系统;以MCGS组态软件作为软件开发平台编制系统监控软件,该系统可以实现温度、真空度、电流等关键参数的实时采集、存储、判断报警和设备运行状态的实时监控以及下位设备的相关控制;现场调试表明,该系统运行稳定,可靠,为提高自动化生产水平和安全性奠定了基础。     

关于FOCKE701包装机组电控系统的结构分析

本文介绍了由德国FOCKE公司生产的具有1000包/分生产能力的超高速硬盒包装机组FOCKE701包装机组的电控系统,分析了其先进性与稳定性,为国内烟草机械设备电拉系统的设计提供了一种借鉴方案.     

面向课程组资源的辅助教学网站的研究与设计

笔者在调研当前高校信息化教学现状时发现信息化教学中存在着诸多问题,其中在校大学生的针对性课程资源建设成为发展信息化教学的瓶颈,严重阻碍教学信息化。由此,笔者大胆提出研究和建设面向课程组资源的辅助教学系统,以解决此瓶颈并深化高校信息化教学。