4Rs: Reliable and Recoverable Runtime Reconfigurable System

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Für viele autonome Systemen mit langen Einsatzzeiten sind Navigations-, Kommunikations- und Rechner- Systeme von entscheidender Bedeutung (z.B. in der Raumfahrt, Meteorologie oder in unterirdischen Systemen). In diesen Domänen ist die Nutzung rekonfigurierbarer Hardware, z.B. Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs), weit verbreitet. Allerdings besitzen diese Systeme oft strenge Zuverlässigkeitsanforderungen. Eine Anhäufung von Störungen kann zu Abbrüchen oder Datenkorruption führen, was in katastrophalen Ausfällen enden kann. Daher gefährdet die Anfälligkeit moderner FPGAs gegenüber diversen Ausfallmechanismen, wie etwa Soft Errors durch Strahlung, Transistoralterung, verborgene Herstellungsdefekte sowie eine höhere Rauschempfindlichkeit, die Zuverlässigkeit von Mission-Critical Systemen. In diesem Antrag verfolgen wir deshalb hochzuverlässige, hochverfügbare und wiederherstellbare Systeme, die auf dynamisch-rekonfigurierbaren Plattformen basieren. Wir planen die Entwicklung einer solchen Plattform mit mehreren FPGAs um permanente (harte), temporäre (weiche) sowie Timing-Fehler (Alterung) tolerieren zu können. Wir beabsichtigen außerdem effiziente Methoden zur Fehler- und Alterungserkennung, Fehlerlokalisierung, Umgehung von gealterten bzw. fehlerhaften Bereichen mit Hilfe einer Rekonfiguration oder Wiederherstellung durch die Ausnutzung der Programmierbarkeit, Regularität und Rekonfigurierbarkeit moderner FPGAs, zu erstellen.