فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول مقدمه. 1
1-1 مقدمه. 2
1-2 مقدمه‌ای بر قابليت اطمينان و نرخ خطا. 2
1-3 خطا در مدارهای ديجيتال.. 4
1-4 پوشش خطا. 6
1-5 بهينه‌سازی قابليت اطمينان.. 7
فصل دوم روشهای بهبود قابليت اطمينان.. 2
2-1 مقدمه. 13
2-2 پيشرفت‌های اخير در مسأله بهينه‌سازی قابليت اطمينان.. 13
2-2-1 تحمل پذيری برای خطاهای انتخابی.. 19
2-2-2 روش عمومی افزونگی ماژولار. 21
2-2-2-1 مدار تک خروجی محافظت شده. 22
2-2-2-2 مدار چند خروجی محافظت شده. 23
2-3 جمع‌بندی.. 24
فصل سوم بهينه‌سازی قابليت اطمينان در سيستم.. 14
3-1 مقدمه. 27
3-2 تجزيه و تحليل قابليت اطمينان.. 27
3-2-1 سيستم سري.. 28
3-2-2 سيستم موازي.. 28
3-2-3 سيستم سري- موازي.. 29
3-2-4 سيستم پل.. 29
3-3 مسأله تخصيص قابليت اطمينان- افزونگي.. 31
3-3-1 مسأله تخصيص افزونگی به همراه انتخاب استراتژی افزونگی.. 32
3-4 روش هم‌تکاملي جستجوي هارموني به کمک الگوریتم جنبش ذرات… 34
3-4-1 روش انتخاب چرخ رولت… 37
3-4-2 روش جريمه براي رسيدگي به محدوديت‌ها. 38
3-5 نتايج شبيه‌سازي.. 38
3-5-1 مقداردهي اوليه. 39
3-5-2 مقايسه نتايج شبيه‌سازي.. 40
3-5-2-1 سيستم سري.. 40
3-5-2-2 سيستم سري-موازي.. 40
3-5-2-3 سيستم پل.. 42
3-5-2-4 سيستم سری- موازی با انتخاب استراتژی افزونگی.. 43
3-6 جمع‌بندی.. 44
فصل چهارم بهبود قابليت اطمينان مدارهای ديجيتال… 32
4-1 مقدمه. 46
4-2 روش جايگذاري افزونگي غيريکنواخت در مدارهای ديجيتال.. 46
4-2-1 آشکارساز اکثريت در ساختار افزونگی ماژولار سه‌تايی.. 49
4-2-2 ساختار هر عضو جمعيت در الگوريتم جستجوی هارمونی.. 50
4-2-3 ذکر يک نمونه. 50
4-3 بهبود قابليت اطمينان مدار ديجيتال مبتنی بر رويکرد تکاملی.. 52
4-3-1 بخش بندی مدار. 53
4-3-2 طراحی تکاملی مدار. 55
4-3-3 ذکر يک نمونه. 57
4-4 نتايج شبيه‌سازی.. 59
4-4-1 ارزيابی روش جايگذاري افزونگي غيريکنواخت در مدارهای ديجيتال.. 59
4-4-2 ارزيابی بهبود قابليت اطمينان مدار ديجيتال مبتنی بر رويکرد تکاملی.. 63
4-4 جمع‌بندی.. 64
فصل پنجم نتيجه‌گيری و پيشنهادات… 46
5-1 مقدمه. 66
5-2 نتيجه‌گيری.. 66
5-3 پيشنهاد. 67
مراجع.. 68
پيوست…. 74
پيوست الف: تعيين قابليت اطمينان با افزونگی سرد آماده به کار 75
پيوست ب: الگوريتم جستجوي هارموني… 77
پيوست ج: تجزيه و تحليل قابليت اطمينان مدارهاي ديجيتال 80
1- روش احتمال سيگنال.. 80
2- روش ماتريس انتقال احتمال بهبود يافته. 82
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل 1-1 تعداد قطعات یک سیستم که در زمان t سالم هستند. 3
شکل 1-2 منحنی وان حمام نشان دهنده سه منطقه‌ی زمانی نرخ خطای سیستم. 4
شکل 1-3 پوشش منطقي. 6
شکل 1-4 پوشش الکتریکی. 7
شکل1-5 پوشش زمانی. 7
شکل 1-6 طرح کلي ساختار افزونگي سه‌گانه. 10
شکل 2-1 دیاگرام بلوکی روشهای مقاومسازی انتخابی. 17
شکل 2-2 (الف) ساختار افزونگی ماژولار سه‌تایی. (ب) ساختار تعمیم یافته TMR برای خطاهای انتخابی. 19
شکل 2-3 تحملپذیری خطاهای انتخابی با تشخیص ورودی. 20
شکل 2-4 خروجی حفاظت شده بعد از افزودن ماژول افزونه و مدار تصحیح‌کننده خروجی. 21
شکل2-5 خروجی صفر محافظت شده. 22
شکل2-6 خروجی یک محافظت شده. 23
شکل 2-7 خروجی تصحیح شده برای مدار تمام جمع کننده . 24
شکل 3-1 سيستم سري. 28
شکل 3-2 سيستم موازي. 29
شکل 3-3 سيستم سري-موازي. 29
شکل 3-4 سيستم پل. 30
شکل 3-5 (الف) قطعه شماره پنج درست کار کند. (ب) قطعه شماره پنج خراب باشد. 30
شکل 3-8 مفهوم همکاري تکاملي. 37
شکل 4-1 (الف) افزونگی ماژولار سه‌تایی برای تک گیت OR. (ب) ساختار پوشش صفر خروجی برای تک گیت OR. (ج) ساختار پوشش یک خروجی برای تک گیت OR. 47
شکل 4-2 (الف) مدار آشکار ساز اکثريت (ب) جدول درستي آشکار ساز اکثريت. 50
شکل 4-3 مدار نمونه. 51
شکل 4-4 مدار نمونه به همراه بهینه‌ترین ساختار افزونگی. 51
شکل 4-5 (الف) جدول درستی نمونه ذکر شده. (ب) پیکربندی با قابلیت اطمینان 9269/0 برای مدار نمونه. (ج) پیکربندی با قابلیت اطمینان 9168/0 برای مدار نمونه. 53
شکل 4-6 روند کلی روش ارائه شده. 54
شکل4-7 بخش بندی یک مدار نمونه. 55
شکل4-8 یک آرایه 3×3 برای تعریف یک مدار سه ورودی. 56
شکل 4-9 مدار con1. 58
شکل 4-10 مدار بهینه با قابلیت اطمینان 8660/0. 59
شکل 4-11 طرح بهبود یافته از جهت قابلیت اطمینان برای مدار con1. 60
شکل 4-12 مقایسه درصد بهبود قابلیت اطمینان بین روش ارائه شده و روش TMR. 62
شکل 4-13 مقایسه درصد سربار سخت‌افزار بین روش ارائه شده و روشTMR. 62
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 2-1 نمونههایی از روشهای بهینه سازی قابلیت اطمینان. 16
جدول2-2 جدول درستی مدار تمام جمع کننده. 253
جدول 2-3 ترکیبات تمام جمع کننده پس از حفاظت از دو ترکیب… 24
جدول 3-1 پارامترهاي مورد استفاده براي سيستم پل و سري.. 32
جدول 3-2 پارامترهاي مورد استفاده براي سيستم سري- موازي.. 353
جدول 3-3 اطلاعات مربوط به قطعات. 34
جدول 3-4 تنظيم پارامترهاي مربوط به الگوريتمهاي PSO و HS. 39
جدول 3-5 بهترين پاسخ براي سيستم سري.. 41
جدول 3-6 بهترين پاسخ براي سيستم سري-موازي.. 41
جدول 3-7 بهترين پاسخ براي سيستم پل.. 42
جدول 3-8 مقایسه بین بهترین پاسخ برای سيستم سری- موازی با انتخاب استراتژی افزونگی 43
جدول4-1 ترکيبات حاصل از رخداد يک خطا در ساختار TMR.. 49
جدول 4-2 تنظيم پارامترهاي مربوط به الگوريتم HS. 57
جدول 4-3 تعداد گیت‌های انتخابی برای اعمال افزونگی.. 58
جدول 4-4 مقایسه روش پیشنهادی با روش TMR استاندارد. 60
جدول4-5 اطلاعات مربوط به سلول. 61
جدول 4-6 جدول درستی مربوط به مدار بخش B.. 61
جدول 4-7 تنظيم پارامترهاي مربوط به الگوريتم HS. 63
جدول 4-8 مقایسه مدار اولیه و مدار بهبود یافته از جهت قابلیت اطمینان. 64
فهرست علائم اختصاری
Cuckoo Search |
CS |
||
Genetic Algorithm |
GA |
||
Particle Swarm Optimization Algorithm |
PSO |
||
Artificial Bee Colony |
ABC |
||
Immune Algorithm |
IA |
||
Improved Particle Swarm Optimization Algorithm |
IPSO |
||
Non-dominated Sorting Genetic Algorithms |
NSGA |
||
Multi-Objective Particle Swarm Optimization |
MOPSO |
||
Simulated Annealing |
SA |
||
Improved Cuckoo Search |
ICS |
||
Imperialist Competitive Algorithm |
ICA |
||
Attraction and Repulsion ICA |
AR-ICA |
