항공 임베디드 시스템은 고신뢰성 설계가 매우 중요하다. 본 논문에서는 고신뢰성 항공 임베디드 시스템 연구를 위하여 Triple Modular Redundancy(TMR) 구조의 하드웨어를 설계하였다. TMR 구조의 하드웨어가 단일 프로세서 구조의 하드웨어보다 얼마나 신뢰성이 향상 되었는지를 연구하기 위하여, ARM 프로세서와 TMR ARM 프로세서의 축소된 형태의 시뮬레이션 모델을 개발하였고 각각의 신뢰성을 평가하는 연구를 수행하였다. 신뢰성 평가는 RTL을 이용한 시뮬레이션 기반 오류 주입 시뮬레이션 기법을 이용하였다. 주입된 오류별로 타겟 시스템의 상태변화를 분석하여, 오류 복구비율을 계산하였다. 실험결과 TMR ARM의 오류복구 능력은 ARM에 비해 최대 10배 이상 향상되었으며, 특히 permanent fault에서 더 강인함을 확인 하였다.
The design of avionic embedded systems requires high-dependability. In this paper, we studied the dependability of the triple modular redundancy (TMR) hardware for highly reliable aviation embedded system. In order to evaluate the dependability of the base ARM processor and the TMR ARM processor, we developed the simulation model of the reduced ARM and TMR ARM processors and performed the simulation fault injection for the analysis of the dependability of the two targets. In the fault injection experiments, we calculated the error recovery rate of the two the processor models. From the experimental results, we could confirm that the reliability of the TMR ARM processor was greater than the single ARM processor by ten times in some cases.
