15、纳米架构可靠性权衡评估

纳米架构可靠性权衡评估

1. 概率模型检查与NANOPRISM

概率模型检查器运用算法技术分析状态空间并计算性能指标。NANOPRISM基于伯明翰大学开发的PRISM构建库。PRISM支持分析三种概率模型：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为通用容错架构配置开发库，该计算模型指定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，故障模型包括门的制造缺陷和布尔网络中随时可能发生的瞬态错误。

PRISM描述语言是基于保护命令的高级语言，其基本组件是模块和变量。系统由多个模块组成，模块通过标准进程代数操作相互交互。模块包含表示其状态的变量，其行为由一组形式为 [] <guard> →<command>; 的保护命令给出，其中保护条件是系统变量的谓词，命令描述模块在保护条件为真时可进行的转移。若转移是概率性的，命令指定为 <prob> : <command> + · · · + <prob> : <command> 。DTMC模型的属性可通过PCTL模型检查技术验证，PCTL是一种概率时态逻辑，可用于表达如“最终以至少0.98的概率终止”等属性。我们的工作是将容错架构建模为具有设备和互连缺陷发生概率假设的状态机，然后使用马尔可夫分析和概率模型检查技术评估可靠性指标。

2. 可靠性分析的解析方法

2.1 多路复用技术

过去提出了多种减轻设计中故障和缺陷影响的技术，其中冯·诺依曼发起的多路