Journal of IKEEE (전기전자학회논문지)

Institute of Korean Electrical and Electronics Engineers (한국전기전자학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Design of Delayed Triple-Core Lock-Step Processor with Memory Rollback for Automotive Applications

메모리 롤백 기능을 가진 차량 어플리케이션용 삼중 코어 지연 락스텝 프로세서 설계

  • Received : 2022.12.15
  • Accepted : 2022.12.19
  • Published : 2022.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, a triple-core delayed lock-step processor is proposed for automotive applications. It performs same operations in three different cores independently, and votes their results to get final values. Therefore its operations are safe even if errors occur in one core. Its three cores operate in a delayed manner to prevent simultaneous errors in multiple cores due to radiative ray or electromagnetic wave. When an error occurs in main core connected to the memory, wrong values can be stored in the memory, so the proposed processor performs memory rollback to restore correct values. Simulation results show that the proposed processor successfully compensates various errors.

본 논문에서는 차량 어플리케이션에 적합한 삼중 코어 지연 락스텝 프로세서를 제안하였다. 이 프로세서는 독립적으로 동작하는 세 개의 코어에서 독립적으로 동일한 작업을 수행한 후 그 결과값을 표결하여 최종 값을 결정하기 때문에 하나의 코어에서 오류가 발생해도 전체적으로는 안전하게 동작할 수 있다. 또한 방사선이나 전자파로 인해 여러 코어에 동시에 오류가 발생하는 것을 방지하기 위해 세 개의 코어를 서로 지연시켜 동작하도록 하였다. 메모리와 연결된 메인 코어에서 오류가 발생하는 경우 메모리에 오류인 값을 저장해놨을 수 있기 때문에 이를 정상값으로 되돌리는 메모리 롤백을 수행하도록 하였다. 시뮬레이션 결과 프로세서에서 다양한 에러가 발생해도 이를 성공적으로 보정하는 것을 확인하였다.

Keywords

Acknowledgement

This work was supported by the R&D Program of the Ministry of Trade, Industry, and Energy(MOTIE) (20008417, RS-2022-00155731, RS-2022-00154973) and Korea Evaluation Institute of Industrial Technology (KEIT).

References

  1. ISO 26262-1:2018, "Road Vehicle - Functional Safety - Part 1: Vocabulary," https://www.iso.org/standard/68383.html
  2. S. Choi, "Establishment of Extended Model for Determining and Evaluating ASIL in the ISO 26262 Automotive Functional Safety System," Journal of the Korean Institute of Plant Engineering, vol.22, no.2, pp.39-56, 2017.
  3. W. Lee, K. We, S. Kim and C. Lee, "Simulator Structure for Lockstep ECU," Proceedings of Korea Computer Congress, pp.1508-1510, 2017.
  4. R. Baumann, "Soft errors in advanced computer systems," IEEE Design and Test of Computers, vol.22, no.3, pp.258-266, 2005. DOI: 10.1109/MDT.2005.69
  5. R. Troppmann, "Delayed lock-step cpu compare," US Patent Application, no.20080244305A1, 2007.
  6. J. Yiu, The Definitive Guide to ARM Cortex-M0 and Cortex-M0+ Processors, Newnes, 2015.
  7. ARM, "AMBA AHB Protocol Specification", https://developer.arm.com/documentation/ihi0033/latest