• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.1559-1562
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• 2022

As electronic devices technology scales down into the deep-submicron to achieve high-density, low power and high performance integrated circuits, multiple bit upsets by soft errors have become a major threat to on-chip memory systems. To address the soft error problem, single error correction, double error detection and double adjacent error correction (SEC-DED-DAEC) codes have been recently proposed. But these codes do not troubleshoot mis-correction problem. We propose the SEC-DED_DAEC code with without mis-correction. The decoder for proposed code is implemented as hardware and verified. The results show that there is no mis-correction in the proposed codes and the decoder can be employed on-chip memory system.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.1747-1750
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• 2022

As shrinking the semiconductor process into the deep sub-micron to achieve high-density, low power and high performance integrated circuits, MBU (multiple bit upset) by soft errors is one of the major challenge of on-chip memory systems. To address the MBU, single error correction, double error detection and double adjacent error correction (SEC-DED-DAEC) codes have been recently proposed. But these codes do not resolve mis-correction. We propose the SEC-DED-DAEC-TAED(triple adjacent error detection) code without mis-corrections. The generated H-matrix by the proposed heuristic algorithm to accomplish the proposed code is implemented as hardware and verified. The results show that there is no mis-correction in the proposed codes and the 2-stage pipelined decoder can be employed on-chip memory system.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1101-1105
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• 2011

Radiation particles can introduce temporary errors in memory systems. To protect against these errors, so-called soft errors, error detection and correcting codes are used. In addition, scrubbing is applied which is a fundamental technique to avoid the accumulation of soft errors. This paper introduces an optimal scrubbing scheme, which is suitable for a system with auto error detection and correction logic. An auto error detection and correction logic can correct soft errors without CPU's writing operation. The proposed scrubbing scheme leads to maximum reliability by considering both allowable scrubbing load and the periodic accesses to memory by the tasks running in the system.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.601-606
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• 2017

고성능 디지털 회로 개발과 구현에 사용되는 SRAM 기반 FPGA(Field Programmable Gate Array)는 configuration memory가 SRAM으로 구현되었기 때문에 configuration memory에 소프트 에러가 발생하는 경우 오동작하게 된다. Xilinx사의 FPGA는 configuration memory 영역에 추가된 ECC(Error Correction Code)와 CRC(Cyclic Redundancy Code) 그리고 이들을 활용하는 SEM(Soft Error Mitigation) Controller를 이용하여 이러한 소프트 에러의 영향을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 SRAM 기반 FPGA에서 SEM Controller에 의해 configuration memory 영역이 소프트 에러로부터 보호될 때 FPGA의 신뢰도를 가용성 관점에서 해석하고 그 효과를 분석하였다. 이를 위해 FPGA 계열별 SEM Controller의 소프트 에러 정정 성능에 따른 가용성 함수를 유도하고 FPGA 계열별 사례를 적용하여 비교하였다. 연구 결과는 SRAM 기반 FPGA의 선정 및 가용성 예측에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2020년도 추계학술대회
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• pp.241-243
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• 2020

The high computational complexity of deep learning algorithms has led to the development of specialized hardware architectures. However, soft errors (bit flip) may occur in these hardware systems due to voltage variation and high energy particles. Many error correction methods have been proposed to counter this problem. In this work, we analyze an error correction mechanism based on repetition codes and an activation function. We test this method by injecting errors into weight filters and define an ideal error rate range in which the proposed method complements the accuracy of the model in the presence of error.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.655-658
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• 2016

고성능 디지털 회로 구현에 매우 많이 사용되는 Xilinx사의 7-Series FPGA(Field Programmable Gate Array)는 configuration memory가 SRAM 기반으로 제작되어 configuration memory에 소프트 에러(soft error)가 발생하는 경우 FPGA는 오동작하게 된다. Xilinx사에서 제공하는 SEM(Soft Error Mitigation) Controller를 이용하면 configuration memory에서 발생하는 소프트 에러의 영향을 줄일 수 있다. SEM Controller는 FPGA의 configuration memory 영역에 추가된 ECC(Error Correction Code)와 CRC(Cyclic Redundancy Code) 기능을 이용하여 configuration memory에 발생한 소프트 에러를 감지하여 필요시 partial reconfiguration 과정을 수행하여 FPGA의 기능을 소프트 에러 발생 이전으로 복구한다. 본 논문에서는 Xilinx사의 7-Series FPGA에서 SEM Controller를 이용하여 configuration memory의 소프트 에러를 검출하고 정정할 때 FPGA의 신뢰도를 가용성(availability) 관점에서 분석한다. 이를 위해 SEM Controller의 소프트 에러 정정 성능에 따른 가용성 함수를 유도하고 그 효과를 검토한다. 연구 결과는 소프트 에러가 발생하는 환경에서 동작하는 SRAM 기반 FPGA의 신뢰성 예측에 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.677-680
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• 2011

우주 방사선은 메모리 시스템에 소프트 에러를 야기할 수 있다. 소프트 에러는 오류 검출 및 정정 코드를 이용하여 극복될 수 있으며, 소프트 에러의 누적을 방지하기 위하여 스크러빙 작업이 병행되어야 한다. 본 논문은 CPU의 쓰기 동작 없이 소프트 에러를 정정할 수 있는 자가 오류 검출 및 정정 회로가 적용된 메모리 시스템에 적용할 수 있는 최적 스크러빙 수행 방안을 제안한다. 제안된 스크러빙 방안은 시스템의 가용한 스크러빙 로드와 시스템에서 실행되는 태스크의 주기적 메모리 접근을 함께 고려하여 최대의 신뢰도를 성취할 수 있도록 하여준다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.721-728
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• 2018

본 논문은 다양한 구조의 선형 블록 오류정정코드를 소개하고, 이를 회로로 구현하여 비교 분석한 결과를 보여주고 있다. 메모리 시스템에서는 잡음 전력으로 인한 비트 오류를 방지하기 위해 ECC(: Error Correction Code)가 사용되어 왔다. ECC의 종류에는 SEC-DED(: Single Error Correction Double Error Detection)와 SEC-DED-DAEC(: Double Adjacent Error Correction)가 있다. SEC-DED인 Hsiao 코드와 SEC-DED-DAEC인 Dutta, Pedro 코드를 각각 Verilog HDL을 이용해 설계 후 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 사용해 회로로 합성하였다. 시뮬레이션에 의하면 SEC-DED회로는 인접한 두 개의 비트 오류를 정정하지 못하지만 적은 회로 사용면적과 빠른 지연 시간의 장점이 있으며, SEC-DED-DAEC 회로의 경우 Pedro 코드와 Dutta 코드 간에는 면적, 지연 시간의 차이가 없으므로 오류 정정률이 개선된 Pedro 코드를 사용하는 것이 더 효율적임을 알 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.443-448
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• 2014

Soft errors in memory devices that caused by radiation are the main threat from a reliability point of view. This threat can be commonly overcome with the combination of SEC (Single-Error Correction) codes and scrubbing technique. The interleaving architecture can give memory devices the ability of tolerating these soft errors, especially against multiple-bit soft errors. And the interleaving distance plays a key role in building the tolerance against multiple-bit soft errors. This paper proposes a reliability model of an interleaved memory device which suffers from multiple-bit soft errors and are protected by a combination of SEC code and scrubbing. The proposed model shows how the interleaving distance works to improve the reliability and can be used to make a decision in determining optimal scrubbing technique to meet the demands in reliability.

• 전기학회논문지
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• 제57권1호
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• pp.128-136
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• 2008

In this paper, we propose a new cache structure for effective error correction of soft error. We added check bit and SEEB(soft error evaluation block) to evaluate the status of cache line. The SEEB stores result of parity check into the two-bit shit register and set the check bit to '1' when parity check fails twice in the same cache line. In this case the line where parity check fails twice is treated as a vulnerable to soft error. When the data is filled into the cache, the new replacement algorithm is suggested that it can only use the valid block determined by SEEB. This structure prohibits the vulnerable line from being used and contributes to efficient use of cache by the reuse of line where parity check fails only once can be reused. We tried to minimize the side effect of the proposed cache and the experimental results, using SPEC2000 benchmark, showed 3% degradation in hit rate, 15% timing overhead because of parity logic and 2.7% area overhead. But it can be considered as trivial for SEEB because almost tolerant design inevitably adopt this parity method even if there are some overhead. And if only parity logic is used then it can have $5%{\sim}10%$ advantage than ECC logic. By using this proposed cache, the system will be protected from the threat of soft error in cache and the hit rate can be maintained to the level without soft error in the cache.