TC:Small:Improving Lifetime Reliability for Reconfigurable Embedded Systems

TC:Small:提高可重新配置嵌入式系统的使用寿命可靠性

基本信息

项目摘要

Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) are used in a variety of embedded applications in communication, space, automotive, medical devices and industrial control. Due to the safety-critical nature of many of these applications, the trustworthiness of the underlying hardware platform is imperative. FPGA-based embedded systems offer lower cost and reduced power consumption by aggressively embracing newer deep sub-micron technology process, which brings lifetime reliability concerns of the systems to the forefront. The impact of performance degradation is more significant in new technologies, resulting in accelerated aging and premature failures. Further, the reconfigurable nature of FPGAs and the heterogeneous components embedded in a FPGA make the reliability degradation and possible solutions to mitigate them different from those employed for application specific integrated circuits and microprocessors. Consequently, techniques to mitigate the impact of aging mechanisms are vital to ensure the trustworthiness of reconfigurable embedded systems, and are the focus of this research. The tools and techniques developed as part of this research will serve as a foundation for designing life-time aware reliable embedded systems and for catalyzing further research in this area. Due to the pervasiveness of embedded systems, providing solutions to improve lifetime reliability is anticipated to have a broad impact on the society. The project will involve both undergraduate and graduate students in all aspects of this research. The PIs will actively promote the projects to under-represented communities to improve student diversity. In addition, the PIs will integrate the research results in existing courses on VLSI design and reconfigurable systems.
现场可编程门阵列(现场可编程门阵列)广泛应用于通信、空间、汽车、医疗设备和工业控制等领域。由于其中许多应用程序具有安全关键型特性,因此底层硬件平台的可信性势在必行。基于现场可编程门阵列的嵌入式系统通过积极采用更新的深亚微米工艺,提供了更低的成本和更低的功耗,这将系统的终身可靠性问题带到了前沿。性能降级的影响在新技术中更为显著,导致加速老化和过早故障。此外,现场可编程门阵列的可重配置特性和嵌入在现场可编程门阵列中的异类元件使得可靠性降级和缓解它们的可能的解决方案不同于用于专用集成电路和微处理器的那些。因此,缓解老化机制的影响的技术对于确保可重构嵌入式系统的可信性至关重要,也是本研究的重点。作为这项研究的一部分,开发的工具和技术将作为设计生命周期感知的可靠嵌入式系统的基础,并促进该领域的进一步研究。由于嵌入式系统的普及性,提供提高寿命可靠性的解决方案有望在社会上产生广泛的影响。该项目将包括本科生和研究生参与这项研究的各个方面。督学将积极向代表性不足的社区推广这些项目,以提高学生的多样性。此外,PIS将把研究成果整合到现有的超大规模集成电路设计和可重构系统课程中。

项目成果

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