15、纳米架构可靠性权衡评估

纳米架构可靠性权衡评估

1. 基于PRISM的NANOPRISM

NANOPRISM是基于伯明翰大学开发的概率模型检查器PRISM构建的库。PRISM支持分析三种类型的概率模型，分别是离散时间马尔可夫链（DTMCs）、连续时间马尔可夫链（CTMCs）和马尔可夫决策过程（MDPs）。我们使用DTMCs来开发通用容错架构配置的库，这种计算模型指定了状态之间转移的概率，从任何给定状态进行转移的概率总和为1，适用于传统数字电路和所考虑的故障模型，故障模型包括门中的制造缺陷和布尔网络中任何时间点可能发生的瞬态错误。

PRISM描述语言是一种基于受保护命令的高级语言，其基本组件是模块和变量。一个系统由多个模块组成，这些模块可以通过标准的进程代数操作相互交互。模块包含多个表示其状态的变量，其行为由一组形式为 [] <guard> →<command>; 的受保护命令给出，其中 guard 是系统变量的谓词， command 描述了如果 guard 为真时模块可以进行的转移。如果转移是概率性的，则命令指定为 <prob> : <command> + · · · + <prob> : <command> 。

DTMC模型的属性可以通过PCTL模型检查技术进行验证，PCTL是一种概率时态逻辑，是CTL的扩展，可用于表达如“终止最终将以至少0.98的概率发生”这样的属性。我们的工作是将容错架构建模为具有关于设备和互连中缺陷发生的概率假设的状态机，然后使用马尔可夫分析和概率模型检查技术