考虑扇出重汇聚效应的组合电路软错误率评估

为了准确评估集成电路的软错误率(soft error rate,SER),文章提出一种新颖的电路SER评估方法。通过门级仿真获得逻辑门输出信号,将产生瞬态故障的逻辑门进行故障注入,然后使用考虑扇出重汇聚的敏化路径逼近搜索算法查找不同输入向量下的敏化路径;通过单指数电流源模拟瞬态故障脉冲的产生,并将脉冲在敏化路径上传播,使用脉冲屏蔽模型评估电气屏蔽和时窗屏蔽效应;最后采用该方法计算可得电路总体SER。实验结果表明,由于考虑扇出重汇聚的影响,该方法平均提高8.2%的SER评估准确度。     

基于脉冲过滤与时域采样的软错误容忍锁存器设计

随着集成电路工艺尺寸和供电电压的降低,导致电路节点的关键电荷相应减小,使得电路对单粒子效应更加敏感。为了更有效地降低电路的软错误,文章提出了一种高可靠的容软错误锁存器。该锁存器利用具有脉冲过滤技术和时域采样技术的SC单元构建反馈回路,能够完全免疫单粒子翻转(single event upset,SEU),并且利用传输路径的延时差过滤单粒子瞬态(single event transient,SET)。仿真结果表明,在相同条件下,与LSEH-1、LSEH-2锁存器相比,该文提出的锁存器正(负)SET脉冲过滤能力分别提高了65.2%(79.0%)和27.2%(49.7%),且对温度波动和工艺偏差不敏感。     

典型故障注入攻击分析方法性能评估

基于相同的故障注入攻击技术,对差分故障分析、差分强度故障分析、故障灵敏度分析等3 种典型方法,从分析效率、故障模型、噪声容错和计算复杂度等方面进行评估. 实验结果显示,3 种方法中,差分故障分析方法具有最高的分析效率,对故障模型要求最低;故障灵敏度分析方法抗噪声干扰能力最强,算法复杂度最低. 该评估结果可用于指导故障注入分析方法的改进和抗故障注入攻击防护手段的研究.     

基于替代模型的单粒子瞬态效应注入

牵引传动控制系统是高速列车的动力关键系统,牵引传动控制单元(TCU)的故障会引发高速列车的动力丧失.电磁辐射环境下的单粒子瞬态效应(SET)是引发TCU故障的主要原因.采用传统物理方法进行的SET测试具有一定的风险和成本,提出一种基于替代模型的SET注入方法.根据双指数模型建立SET注入替代模型,对TCU输出的信号进行SET的注入,解决在系统级虚拟仿真平台上无法对SET进行有效注入的问题,通过试验仿真验证该方法的可行性.为实时故障诊断、隔离和容错技术的研究提供较为真实可靠的故障模拟环境.     

对热环境评价指标“标准有效温度SET”的重新解读

标准有效温度(SET)是基于二节点热生理模型建立的评价指标,在热舒适领域有广泛应用。然而,一直以来由于对SET等效标准环境的误解以及一些计算参数的差异,导致对SET存在误用。该研究概述了SET指标的建立发展过程,并基于Gagge在1986年版本中的定义对该指标进行了重新解读,更正了对SET标准环境的错误认识。此外,该文指出等效标准环境中的参数是随代谢率可变的,进而修正了SET的计算方法,为SET指标的未来应用指明了方向。     

基于SET/MOS混合结构的表决器电路的设计

基于单电子晶体管(SET)的库仑阻塞和库仑振荡效应,利用SET和MOS管的互补特性,提出了一种基于SET/MOS混合电路的新型表决器电路.利用HSPICE对所设计的表决器电路进行仿真验证,仿真结果表明SET/MOS混合电路能够实现表决器的功能.与传统CMOS电路相比,该SET/MOS混合电路使用的管子数目大大减少,功耗...     

基于立方体纳卫星的软件错误检测与纠正设计

针对目前立方体纳卫星系统设计可靠性低,卫星上数据较容易受到太空单粒子效应影响发生错误导致卫星软件出现故障,该文提出在立方体纳卫星存储器中应用错误检测与纠正(Error detection and correction,EDAC)容错技术方法。该方法基于u COS实时操作系统,通过软件实现EDAC对存储器数据检错纠错,建立周期性检测任务,提高存储器数据的可靠性。通过仿真分析了错误检测与纠正方法对存储器数据的可靠性影响,通过故障注入实验证明,该方法能够完成数据的可靠性存储,满足预期的设计指标。该方法可以在立方体纳卫星系统的存储器可靠性设计中应用。     

PCA在非线性系统传感器故障检测和重构中的应用

由于主成分分析(PCA)方法是一种线性算法,基于PCA的故障检测方法若直接运用于非线性系统的传感器故障检测和重构,会导致明显的故障误报和数据重构错误。为了使基于PCA的传感器故障检测和重构方法适用于非线性较严重的热工过程,对该方法进行了有效的改进。应用不同负荷下的历史数据,分别建立机组不同负荷下的局部PCA模型,再根据机组当前实际运行负荷选择相应的PCA模型进行传感器故障检测和重构,并结合相邻负荷PCA模型的计算结果进行数据融合,从而进一步提高了故障检测的准确性和重构精度。理论分析和现场实际应用表明,该算法能够对非线性较为严重的电厂热工过程进行精确的传感器故障检测和重构。     

基于半导体光放大器中增益饱和效应的doublet信号源研究

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)中增益饱和效应产生doublet信号源的方案.在该方案中,高斯脉冲光信号沿传输方向从SOA的左侧输入,doublet信号从SOA的右侧输出,光带通滤波器用来滤除自发辐射噪声(ASE).此外,该方案只使用了一个光源和SOA,具有结构简单、易于控制,且不需要复杂的色散管理.利用Optisystem7.0软件进行了仿真研究,分析了消光比、脉冲宽度、输入信号功率、调制速率、光源波长等参数对产生的doublet信号的影响.结果表明该方案对输入信号波长不敏感,给出了相关参数的优化范围.     

SET协议中密码体制的应用研究

SET(安全电子交易协议)是为了在Internet上进行在线交易时,保证信用卡支付的安全而设计开发的一个开放的规范。介绍了基于SET协议的购物流程及其采用的密码技术。针对SET协议存在的不足,提出了基于椭圆曲线密码体制的SET协议。同其它非对称加密体制相比,椭圆曲线密码体制(ECC)除了安全性高外,还具有计算负载小,密钥尺寸短,占用带宽少等优点。对椭圆曲线密码体制在购买阶段中SET协议的双重数字签名和数字信封技术中的应用进行详细的分析。     

基于SET/MOS混合结构的奇偶校验码产生电路的设计

基于单电子晶体管(SET)的库仑振荡效应和多栅输入特性,利用SET和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS管)的互补特性,设计了基于SET/MOS混合电路的奇偶校验码产生电路.利用HSPICE对所设计电路进行仿真验证,结果表明,该电路能够实现产生奇偶校验码的功能.该SET/MOS混合电路的实现只需要1个PMOS管、1个N...     

一种基于高斯过程的非线性PLS建模方法

提出了一种基于高斯过程(GP)和偏最小二乘法(PLS)的非线性PLS方法(GP-PLS),以更加有效地处理过程非线性、多输入和数据共线性等复杂特性,提高模型的推广能力和精度。该方法首先采用PLS进行特征提取,再用GP建立PLS的内部模型,因而具有GP与PLS的优点。对工业丙烯腈生产过程丙烯腈收率软测量建模的应用表明,采用该方法建立的软测量模型在模型精度、推广能力等方面明显优于一些传统软测量建模方法,满足工业现场应用要求。     

HIGHT密码代数故障分析

提出了一种轻量级分组密码HIGHT的代数故障分析方法,并对其安全性进行了评估.首先提出了一种高效的故障位置确定方法,并分析了故障的最大注入深度;然后利用代数方法构建HIGHT密码等效代数方程组,通过故障攻击手段获取故障密文,并对故障传播情况进行分析,将涉及的全部密钥和加密中间状态用代数方程组表示,实现故障信息最大化利用;最后从理论上分析了攻击所需故障注入次数并在不同故障模型下进行了攻击实验,使用CryptoMinisat解析器求解代数方程组恢复密钥信息.结果表明:与现有攻击相比,该方法攻击所需故障注入次数少,分析过程简单,有效性和通用性好.     

基于元动作的铣齿机机械结构可靠性评估

针对大型数控铣齿设备机械结构可靠性分析不足的问题,文章提出一种基于元动作的铣齿机机械结构可靠性评估方法。首先引入元动作理论,采用功能-运动-动作(function-movement-action, FMA)分解方法对数控铣齿机床进行功能分解,得到元动作单元集;对元动作单元进行故障模式及影响分析,运用模糊TOPSIS(technique for order preference by similarity to an ideal solution)方法优化其风险评估排序能力,提取关键元动作单元;对关键元动作单元进行故障树分析(fault tree analysis, FTA),引入故障树贝叶斯理论,提升其故障溯源推理能力,实现数控铣齿机床可靠性评估能力优化;最后以某公司数控铣齿机床为例,验证了该模型的有效性。     

基于容忍单粒子效应的集成电路加固方法研究

针对现有容忍单粒子效应的锁存器结构无法同时容忍单粒子翻转(SEU)、单粒子瞬态(SET),以及未考虑电荷共享导致的双节点翻转(DNU)问题,提出一种高可靠性的同时容忍SEU、SET和DNU的锁存器加固结构SRDT-SET。基于空间和时间冗余原理,该锁存器结构采用了多个输入分离的施密特触发器来构建高可靠性数据存储反馈环,同时内嵌多个施密特触发器。HSPICE仿真结果表明,SRDT-SET锁存器结构能够从SEU中在线自恢复,容忍的SET脉冲宽度更宽,并且能够有效容忍DNU,功耗-延迟综合开销不大,有效增强了SET脉冲的过滤能力。     

基于改进的GA-LSSVM的软测量建模方法

针对工业过程中某些重要过程变量难以实现在线测量的问题,提出了一种改进的最小二乘支持向量机(IGA-LSSVM)的软测量建模方法.该方法采用核独立分量分析(KICA)对高维数据进行特征提取,利用改进的最小二乘支持向量机进行建模.该方法既利用了最小二乘支持向量机求解速度快的特点,又利用了自适应遗传算法强大的全局搜索能力,增强了模型的自适应性.用该方法建立柴油凝点的软测量模型,结果表明,基于IGA-LSSVM方法建立的软测量模型具有较高的预测精度和泛化能力.     

Java程序的静态故障注入工具

对DrJava和50个Java语言开源项目的程序故障(差错)模式进行了分析,为其中一批比较常见的故障模式构建了故障模拟操作.设计并实现了一个基于BCEL库的字节码级Java程序故障注入系统原型,它以静态方式对Java目标程序进行故障模式扫描和故障注入,并给出相应的报告.对Java示例程序所进行的故障注入实验初步验证了所开发的原型的有效性.     

分布式实时系统的软件故障注入

针对分布式实时系统的可信验证的难题,建立通用故障模型,将故障模型分为:内存故障、CPU故障、通信故障和服务故障4种。提出一种建立在分布式实时系统环境中的软件故障注入系统结构,它分为3个层次:目标系统、通信网络、软件故障注入系统。软件故障注入系统分3个部分进行设计,软件故障注入器、数据收集模块和故障数据分析模块。对基于该结构的软件故障注入过程进行了说明,实现软件故障注入系统并做了相应的实验分析,实验检测到故障多数为通信故障、内存故障和CPU故障,其覆盖率分别为37.68%、15.47%和15.17%。实验证明这种体系结构很适合分布式实时环境的应用,同时也为进一步研究软件可信验证提供了理论基础和实例依据。     

基于DSP+FPGA的高压电缆故障定位系统的研究

针对高压电缆故障如何做出精确定位问题,设计了基于脉冲注入的局部放电定位法的高压电缆故障定位装置。该装置以DSP+FPGA双CPU为核心,在电缆本体或者屏蔽接地线上安装高频电磁耦合传感器,局部放电(PD)脉冲信号在电缆屏蔽层中会被感应到,经FPGA处理模块反应与DSP控制传输送至后台管理软件,可快速精确判断电缆故障所在位置。经实验室及现场试验分析证明了该装置的有效性和准确性。     

一类SPN结构密码设备的故障注入攻击技术(英文)

提出了一种有效的故障注入攻击技术,能够攻击一类使用特定结构SPN密码的设备.这种攻击方法基于字节错误模型,仅需要少量故障密文即可攻破一类具有特定置换层的SPN密码算法.分析给出了故障和特定置换层如何导致秘密信息泄露的原因.同时,对于具体的密码算法ARI-A和PRESENT进行了攻击实例.