Increasing attention is being paid to soft errors due to their high incidence. Although various approaches have been developed to mitigate such soft errors in digital storage components, most of them can only detect a single soft error and only correct it in limited cases, with a high overhead of hardware resources. We propose a new self-repairing digital system inspired by the recovery process of a living cell. The proposed system introduces additional states other than a working state, such that any abnormal transition to an additional state caused by a soft error can be recovered immediately. Moreover, the proposed system employs a reconfiguration method which enables a system with an erroneous state to be recovered regardless of any working state of the system with a low hardware overhead. Furthermore, the proposed system can recover a soft error occurring in the control hardware used for error detection and correction, which is not possible with any other existing approaches. Based on simulation and experimental analysis in comparison with the existing methods, we have verified that the proposed self-repairing system can ensure higher reliability with a low hardware overhead.
반도체 집적회로에서 발생하는 에러는 신뢰성있는 회로동작에 가장 큰 위협을 주는 역할을 한다. 이러한 에러발생을 대처하기 위해 다양한 방법들이 고안되어 왔으나 기존의 방법들은 하드웨어적인 오버헤드가 너무 크거나, 실용적이지 못해 실제 반도체 집적회로 설계에 사용되지 못하였다. 본 연구에서는 기존과 완벽히 다른 새로운 개념의 회로구조를 갖는 자가고장복구 디지털회로시스템을 설계하였다. 이 새로운 회로구조는 순차회로시스템을 실시간으로 스위칭하는 방법을 사용하였고 이는 암세포의 어트랙터변이(Attractor-conversion)라는 특징으로부터 영감을 받아 설계를 하였다. 이렇게 만들어진 새로운 순차회로 시스템은 동작 중 회로의 어느 노드에서 에러가 발생하든지 간에 에러를 복구할 수 있는 시스템으로서, 특히, 회로를 복구하는데 사용되는 회로에서 에러가 발생하여도 이를 복구할 수 있는 특징을 가짐으로써 기존의 방법들에서 불가능했던 설계 방법이다. 이렇게 설계된 시스템은 시뮬레이션과 실험 검증을 통해 기존의 방법에 비해 높은 에러 복구율과 비슷하거나 낮은 하드웨어 오버헤드를 보여 실질적인 다양한 전자회로 어플리케이션에 사용되기에 충분하다.
