تکنیک های تحمل پذیرخطا در طراحی مدارهای دیجیتال با استفاده از منطق چهارگانه و ترانزیستورهای چهارگانه

پیشرفتهای روز افزون در فناوری cmos موجب شده مدارها و سیستمهای دیجیتال نسبت به روند تغییرات تولید، فرسودگی و یا خطاهای نرم افزاری بسیار حساس شوند. مطالعات زیادی بر روی تکنیکهای تحمل پذیر خطا با استفاده از افزونگی سخت افزاری صورت گرفته تا قابلیت اطمینان بهبود یابد. منطق چهارگانه یا ql، یک تکنیک افزونگی چندگانه درهم آمیخته است که خطاها را از طریق سوییچینگ آنها از وضعیت بحرانی به زیربحرانی، تصحیح میکند. با این حال، ql نمیتواند خطاها را در یک یا دو لایه آخر یک مدار تصحیح کند. در مقابل ql، ساختار ترانزیستور چهارگانه (qt) درحالی که عملیات را در یک مدار انجام میدهند، خطاها را نیز تصحیح میکنند. در این مقاله، یک روش که ql را با qt ترکیب میکند پیشنهاد می شود. منطق ql پیشنهادی در ترکیب با منطق qt (qlqt) ارائه و ارزیابی شده، سپس با سایر تکنیک های تحمل پذیر خطا مانند افزونگی ماژولار سه گانه و افزونگی در هم آمیخته سه گانه با استفاده از مدلهای محاسباتی اتفاقی مقایسه می شود. نتایج نشان میدهد ساختار qlqt قابلیت اطمینان بهتری را نسبت به سایر تکنیک های تحمل پذیر خطا دارد. این نتایج، ویژگی های مطلوبی را برای پیاده سازی تکنیکهای کارآمد تحمل پذیر خطا در طراحی مدارها و سیستم های مطمئن ارائه میکند.

fault tolerance techniques in digital circuit design using quad logic and quad transistors

increasing advances in cmos technology have made digital circuits and systems very sensitive to manufacturing changes, wear and tear, or software errors. many studies have been done on fault tolerant techniques using hardware redundancy to improve reliability. quad logic or ql is an interleaved multiple redundancy technique that corrects faults by switching them from critical to subcritical state. however, ql cannot correct errors in the last one or two layers of a circuit. in contrast to ql, the quad transistor (qt) structure also corrects errors while performing operations in a single circuit. in this paper, a method that combines ql with qt is proposed. the proposed ql logic in combination with qt logic (qlqt) is presented and evaluated, then compared with other fault tolerant techniques such as triple modular redundancy and triple interleaved redundancy using stochastic computing models. the results show that the qlqt structure has better reliability than other fault tolerant techniques. these results provide favorable features for the implementation of efficient fault tolerant techniques in the design of reliable circuits and systems.