Mikroişlemcilerde etiket karşılaştırıcılarının kullanılmasıyla geçici hataların tespiti

Abstract

Yüksek enerjili parçacıkların çarpması sonucunda olusan geçici hatalar, mikroislemcitasarımında, gün geçtikçe önemi artan bir sorun haline gelmektedir. Transistörsıgasının artmasına da baglı olarak, geçici hataların yakın gelecekte daha da çokönem kazanması beklenmektedir. Eger geçici hata tespit edilebilirse, programın birkısmındaki kodların yeniden çalıstırılmasıyla, bu beklenmedik hatanın kurtarılmasımümkün olabilir. Aksi takdirde tespit edilemeyen geçici hata, mikroislemcininsebebi anlasılamadan çökmesine neden olabilmektedir. Bu sebeple, geçici hatalarıntespit edilmesi için yeni tekniklerin gelistirilmesi son derece önemlidir.Çagdas mikroislemciler, komutların sırasız olarak isletilmesi ve dinamik olarakzamanlanması ilkelerine dayanmaktadır. Karsılastırıcı devreler, sırasız isletimiçerisinde, komutlar arasındaki veri bagımlılıklarını kontrol etmek içinkullanılmaktadır. Bu karsılastırıcı devreler büyük oranda issiz durumdadırlar ve bosdurdukları zamanda yayın kuyrugunda yer alan komutların yazmaç etiket bilgilerindeolusabilecek geçici hataların tespiti için kullanmaları mümkündür. Bu çalısmadayonga üzerinde yer alan karsılastırıcı devrelerin geçici hataların tespit edilmesi içinkullanılmasına olanak saglayan çesitli yöntemler gelistirilmistir.Anahtar Kelimeler: Karsılastırıcılar, bilgisayar mimarisi, hata tespit kodu, hatatoleransı, mikroislemciler.

Soft errors caused by high energy particle strikes are becoming an increasinglyimportant problem in microprocessor design. With increasing transistor density anddie sizes soft errors are expected to be a larger problem in the near future.Recovering from these unexpected faults may be possible by reexecuting some partof the program if the error can be detected. Therefore it is important to come up withnew techniques to detect soft errors.Modern microprocessors employ out-of-order execution and dynamic schedulinglogic. Comparator circuits used to keep track of data dependencies are usually idleand can be used to detect the soft errors on the stored tag information inside the issuequeue. In this thesis, we propose various schemes to exploit on-chip comparators todetect transient faults.Keywords: Comparators, computer architecture, error detection coding, faulttolerance, microprocessors