• 제목/요약/키워드: Fault tolerant design

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고장 안전 특성을 가지는 내장형 AVTMR 시스템의 설계 및 RAMS 평가 (Design and RAMS Evaluation of embedded AVTMR System with Fail-safe Output Voter)

  • 김현기;이현태;이기서
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권5A
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    • pp.389-396
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    • 2005
  • 본 논문에서는 결함의 영향을 받지 않고, 결함이 발생하여도 안전측으로 동작할 수 있는 고장안전 보터(Fail-safe Voter)의 특성을 가지는 AVTMRWFSV(All Voting Triple Modular Redundancy With Fail-Safe Voter)시스템 구조를 설계하였으며, 마코브 모델링(Markov Modeling) 고장율에 따른 시스템의 RAMS(Reliability, Availability, Maintainability, Safety)를 평가하였다. 고장 안전 보터를 가지지 않은 AVTMR(All Voting Triple Modular Redundancy) 시스템과 AVTMRWFSV 시스템을 비교분석 하였고, 특히, 안전도(Safety)의 특성에 있어서 우수하다는 것을 보였으며, 설계된 AVTMRWFSV 시스템이 AVTMR보다 전반적인 시스템 평가에서 우수한 특성을 가진다는 것을 시뮬레이션을 통해 알 수 있었다. 이러한 AVTMRWFSV 시스템은 결함을 허용(Fault tolerant)하고, 고장 발생시 안전측으로 동작하는 특성을 가지기 때문에, 높은 신뢰성(Dependability)이나 안전성(safety)이 요구되는 통신 시스템이나 인간의 생명과 관련된 임베디드(Embedded) 철도통신 시스템, 선박 시스템이나 항공기 시스템에 적용될 수 있다.

임베디드 시스템에서 실시간성과 결함허용을 보장하는 스케줄러 설계 (Design of Scheduler Considering Real-Time Characteristic and Fault-Tolerant in Embedded System)

  • 전태건;김창수
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.76-84
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    • 2011
  • 임베디드 시스템은 적용되는 분야에 따라 태스크의 완료에 대한 실시간성이 보장되어야 하는 경우가 있다. 또한 실시간성을 제공하는 시스템에서는 다양한 이유로 인해 태스크의 결함이 발생할 수 있다. 그러므로 본 논문에서는 단일 프로세서를 가지는 임베디드 시스템에서 주기적 태스크 집합의 마감시간을 보장하면서 결함이 발생한 태스크의 결함을 허용하는 태스크 스케줄러를 설계한다. 임베디드 시스템에서 실시간성을 제공하기 위해서 태스크를 주기적 및 비주기적 특성으로 분류한 후 주기적 태스크는 고정 우선순위 실시간 태스크 스케줄링 기법에서 최적의 알고리즘으로 알려진 RMS(Rate Monotonic Scheduling) 기법을 적용하여 실행한다. 주기적 태스크들의 실행 시간을 분석한 후, 결정되는 잉여 시간을 관리함으로써 비주기적 태스크들의 실행을 보장한다. 또한 일시적인 태스크의 단일 결함을 허용하기 위한 결함 허용 기법을 제공한다. 이를 위해 백업 시간을 관리하고 태스크에서 결함이 발생할 경우, 결함이 발생한 태스크를 재실행함으로써 복구 작업을 수행한다.

자기부상 시스템에서의 내 고장성 제어기 설계 (Design of Fault tolerant controller for electromagentic suspenstion system)

  • 장석명;성소영;김인근;성호경
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 A
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    • pp.70-72
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    • 1999
  • Actuator (chopper) and sensors failures resulting from electric shock and mechanical vibration generating by rail irregularities are the serious problem deteriorating the performance in the electromagnetic suspension systems. Thus, this paper proposes the reliable output feedback controller for the electromagnetic levitation systems against actuator, air-gap sensor and acceleration sensor failures. The designed controller is an extend version of a novel design technique which has the design method of the output feedback controller using dynamic compensator. The benefits of this scheme are demonstrated through the experimental results for the proposed controller against chopper, air-gap sensor and acceleration sensor failures of electromagnetic levitation system.

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자기부상시스템에서의 내고장성 제어기 설계 (Design of Fault Tolerant Controller for Electromagnetic Supension System)

  • 성호경;조흥제;장석명;성소영
    • 연구논문집
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    • 통권30호
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    • pp.79-92
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    • 2000
  • Chopper and sensors failures resulting from electric shock and mechanical vibration generated by rail irregularities are the serious problem deteriorating the performance in the electromagnetic suspension systems. Thus, this paper proposes a reliable output feedback control scheme for the electromagnetic suspension systems in the present of chopper, gap sensor and acceleration sensor failures. The designed controller is an extended version of a novel design technique which has the design method of the output feedback controller using dynamic compensator. The benefits of this scheme are demonstrated through the simulation and experimental results for proposed controller against chopper, gap sensor and acceleration sensor failures of electromagnetic suspension system.

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초소형위성용 단일보드 탑재컴퓨터의 개발 (Development of Single Board Computer (SBC) for Nano/Pico Small Satellites)

  • 김영현;문병영;이보라;장영근
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.101-110
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    • 2004
  • 2004년 9월 러시아 발사체 "디네플"에 의해 발사 예정인 초소형위성 HAUSAT-1의 비행 모델 개발이 완료되어 초소형위성 전개기 P-POD (Poly Picosatellite Orbital Deployer) 에 장착하기 위해 미국으로 이송할 예정이다. HAUSAT-1 위성개발을 통하여 설계, 제작 및 시험을 한 단일보드 탑재컴퓨터는 다른 초소형위성의 탑재컴퓨터와는 다른 고성능의 특성을 갖고 있다. 다기능의 컨트롤러와 SPI 와 1-Wire와 같은 최근의 접속기술을 사용하여 하니스의 단순화와 시스템의 크기 및 질량을 최소화 하였다. 또한 우주방사환경에 의한 장애 발생에 대처하도록 장애복구 시스템을 적용하였다. HAUSAT-1의 비행 모델용 탑재컴퓨터는 현재 모든 가능시험과 환경시험을 마친 상태이며, 본 논문에서는 이들 성능/기능시험 결과와 랜덤진동시험 및 열진공시험 결과를 논의한다.

선박내 환경 정보 모니터링을 위한 고장 감래 센서 라우팅 알고리즘 모델 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Fault-Tolerant Sensor Routing Algorithm for Monitoring of Ship Environmental Information)

  • 박윤용;윤남식;배지혜;공헌택
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.1333-1341
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    • 2010
  • 본 연구는 선박내에 센서 네트워크 영역을 구축하여 선박 내 환경감시를 통해 관리 효율을 극대화하고 모니터링 체계화를 향상시키는 것이 목적이다. 선박 내 구축된 센서 네트워크의 각 센서 노드들을 세부적으로 관리하며 명확한 센서 데이터를 얻기 위해서는 각 센서 노드들의 정확한 위치가 필요하다. 본 논문에서는 선박 내 배치된 많은 센서 노드의 상태를 효율적으로 관리하기 위해 센서 노드의 그룹을 구성하는 방법에 관하여 기술하였고 기본적으로 LEACH 및 PEGASIS 라우팅 알고리즘을 이용하여 노드들 간의 상대 거리 정보를 수집하여 센서 노드의 위치 정보를 탐지하고 각 필드별로 그룹핑하여 데이터 전송 효율을 증가시키는 방법을 소개한다. 또한, 탐지된 위치 정보를 이용하여 임의의 노드에서 고장이 발생하였을 경우 최적의 라우팅 경로를 재설정하는 방법을 제시하고자 한다.

차량 내 통신을 위한 FlexRay 시스템 구현 (Implementation of FlexRay Systems for Vehicle Appliacations)

  • 전창하;이재경;장인걸;정진균
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2009년도 정보 및 제어 심포지움 논문집
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    • pp.182-184
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    • 2009
  • FlexRay는 차세대 차량 및 선박 내 전자 장치간의 통신을 위해 고속의 시리얼 통신, time triggered bus, fault tolerant 통신을 제공하는 새로운 네트워크 통신 시스템의 표준이다. FlexRay Communication Controller(CC)는 FlexRay 프로토콜 규격의 핵심 부분이다. 본 논문에서는 먼저 SDL(Specification and Description Language)를 이용하여 FlexRay CC 프로토콜 규격과 기능 부분을 설계한다. 다음 설계한 SDL 소스를 기반으로 Verilog HDL을 이용하여 하드웨어로 설계한다. 설계한 FlexRay CC는 Samsung $0.35{\mu}m$ 공정을 이용하여 합성하였으며, 그 결과 80 MHz의 속도로 동작하는 것으로 나타났다. 또한 FlexRay 시스템의 동작을 확인하기 위해 로봇에 적용되는 음원위치 추정 시스템에 응용하였다. 응용 시스템은 ALTERA Excalibur ARM EPAX4F672C3을 이용하여 검증하였으며 성공적으로 동작함을 확인하였다.

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FlexRay 프로토콜 설계 및 로봇 시스템 응용 (Implementation of FlexRay Communication Controller Protocol and its Application to a Robot System)

  • 강현수;허일남;김용은;정진균
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권6호
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    • pp.1-7
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    • 2008
  • FlexRay는 차세대 차량 내 전자 장치간의 통신을 위해 고속의 시리얼 통신, time triggered bus, fault tolerant 통신을 제공하는 새로운 네트워크 통신 시스템의 표준이다. FlexRay Communication Controller(CC)는 FlexRay 프로토콜 규격의 핵심 부분이다. 본 논문에서는 먼저 SDL(Specification and Description Language)를 이용하여 FlexRay CC 프로토콜 규격과 기능 부분을 설계한다. 다음 설계한 SDL 소스를 기반으로 Verilog HDL을 이용하여 하드웨어로 설계한다. 설계한 FlexRay CC는 Samsung $0.35\;{\mu}m$ 공정을 이용하여 합성하였으며, 그 결과 80 MHz의 속도로 동작하는 것으로 나타났다. 또한 FlexRay 시스템의 동작을 확인하기 위해 로봇에 적용되는 음원위치 추정 시스템에 응용하였다. 응용 시스템은 ALTERA Excalibur ARM EPAX4F672C3을 이용하여 검증하였으며 성공적으로 동작함을 확인하였다.

FlexRay 프로토콜 설계 및 자동차 경보 시스템 응용 (Implementation of FlexRay Protocol Specification and its Application to a Automobile Advance Alarm System)

  • 허일남;양상훈;정진균
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권8호
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    • pp.98-105
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    • 2008
  • FlexRay는 높은 유연성과 신뢰성을 갖는 고속의 통신프로토콜이다. 자동차회사와 반도체회사들에 의해 개발되었고 x-by-wire 시스템을 이용하여 차량 내 LAN으로 구현된다. FlexRay는 차량 내 전자 장치간의 통신을 위해 고속의 시리얼 통신, time triggered bus, fault tolerant 통신을 제공한다. 본 논문에서는 먼저 SDL(Specification and Description Language)을 이용하여 FlexRay communication controller와 bus guardian 프로토콜 규격과 기능 부분을 설계한다. 다음 설계한 SDL 소스를 기반으로 Verilog HDL을 이용하여 하드웨어로 설계한다. 설계한 FlexRay 시스템은 Samsung $0.35{\mu}m$ 공정을 이용하여 합성하였으며, 그 결과 76 MHz의 속도로 동작하는 것으로 나타났다. 또한 FlexRay 시스템의 동작을 확인하기 위해 차량에 적용되는 자동차 경보 시스템에 응용하였다. FlexRay 시스템은 ALTERA Excalibur ARM EPAX4F672C3을 이용하여 검증하였으며 성공적으로 동작함을 확인하였다.

보터의 구조에 따른 TMR 시스템의 신뢰도 평가 및 설계에 관한 연구 (A study on the Reliability evaluation and Design of TMR system accroding to the structure of voter)

  • 김현기;신석균;이기서
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.375-377
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    • 1998
  • This paper shows two models of the TMR system- fail passive system - having a fault tolerant system characteristic used in airplane and railway system. We design the single system, single-voter TMR system and triplicated voter TMR system based on MC68000 and calculate the failure rate of components using MIL-SPEC-217F and evaluate the reliability and MTTF(Mean Time To Failure) of the designed systems by Markov model.

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