歐盟CLERECO項(xiàng)目跨層技術(shù)的可靠性評(píng)價(jià)

歐盟CLERECO項(xiàng)目跨層技術(shù)的可靠性評(píng)價(jià)

為了降低成本、優(yōu)化設(shè)計(jì)并縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，使產(chǎn)品提前上市，需要開(kāi)發(fā)一種新的方法以在早期設(shè)計(jì)階段對(duì)一些系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評(píng)估。而歐盟的CLERECO-（連續(xù)計(jì)算跨層技術(shù)的早期可靠性評(píng)估）項(xiàng)目通過(guò)在不同的計(jì)算科學(xué)、計(jì)算系統(tǒng)層和細(xì)分計(jì)算這3個(gè)方面施行跨層方案可以解決系統(tǒng)的早期可靠性評(píng)估問(wèn)題。

跨層系統(tǒng)可靠性分析的實(shí)現(xiàn)需要深入了解系統(tǒng)的故障產(chǎn)生層、系統(tǒng)故障如何演變?yōu)殄e(cuò)誤，以及錯(cuò)誤如何在層與層之間傳播，并影響系統(tǒng)的最終任務(wù)。一個(gè)系統(tǒng)可以被看做一個(gè)堆棧，主要包括3個(gè)層次：技術(shù)層、硬件層和軟件層。圖1說(shuō)明了故障是如何在系統(tǒng)中產(chǎn)生和傳播的。

系統(tǒng)的可靠性分析需要識(shí)別合適的高級(jí)統(tǒng)計(jì)模型，以使該模型能夠表示系統(tǒng)及其脆弱性因素并能夠進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推理。CLERECO項(xiàng)目選擇貝葉斯網(wǎng)絡(luò)作為建立早期系統(tǒng)可靠性分析的基本模型。簡(jiǎn)化的貝葉斯系統(tǒng)模型示例見(jiàn)圖2，該示例可表明基本的建模概念，并說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可靠性的統(tǒng)計(jì)推理。

功能模塊對(duì)系統(tǒng)硬件脆弱性因素影響較大，需開(kāi)發(fā)能夠表征功能模塊特性的工具。在CLERECO項(xiàng)目所提出的系統(tǒng)可靠性模型框架中，CLERECO項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了微架構(gòu)模擬器工具。利用微架構(gòu)模擬器，通過(guò)故障注入架構(gòu)將故障模型注入系統(tǒng)中以評(píng)估硬件對(duì)系統(tǒng)可靠性的貢獻(xiàn)。

軟件堆棧在屏蔽錯(cuò)誤中起重要作用，從而提高系統(tǒng)的可靠性。在CLERECO項(xiàng)目中，利用依靠軟件虛擬化的概念將指令集架構(gòu)（ISR）與硬件分離，通過(guò)將軟件故障模型注入到基于低級(jí)虛擬機(jī)（LLVM）的故障注入器中評(píng)估軟件對(duì)系統(tǒng)可靠性的貢獻(xiàn)。

CLERECO項(xiàng)目的基本目標(biāo)是深入研究一種面向未來(lái)的連續(xù)計(jì)算系統(tǒng)方法，以在早期系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段對(duì)其可靠性進(jìn)行評(píng)估。CLERECO項(xiàng)目的解決方案不能取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)采用的可靠性驗(yàn)證技術(shù)，只能在方案設(shè)計(jì)早期，幫助工程師優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)并原始錯(cuò)誤 時(shí)間脆弱性因子細(xì)胞脆弱性因子

μ架構(gòu)脆弱性因子架構(gòu)脆弱性因子軟件脆弱性因子提高產(chǎn)品成功的可能性。

圖1 故障的跨層傳播

圖2 貝葉斯系統(tǒng)模型

刊名：Microprocessors and Microsystems（英）刊期：2015年第8期

作者：A.Vallero et al

編譯：徐濤