CRISP präsentiert selbstreparierenden Chip
Können defekte Chips wiederverwendet werden? Ein EU-finanziertes Team aus Wissenschaftlern ist dieser Ansicht. Das Projekt CRISP ("Cutting edge reconfigurable ICS [Integrated Circuit Systems] for stream processing"), das 2,8 Mio. EUR unter dem Themenbereich "Informations- und Kommunikationstechnologien" (IKT) des Siebten Rahmenprogramms der EU (RP7) erhalten hat, hat eine neue Technik entwickelt, die sich die natürliche Redundanz des vieladrigen Designs zunutze macht und so die Verwendung rekonfigurierbarer Kerne und das Ressourcenmanagement während der Lebensdauer des Programms ermöglicht. Die Wissenschaftler sind sich bewusst, dass eine Reihe von Defekten, wie der Ausfall der Speicheroperationen, einen Kern nutzlos macht. Die Konstruktion von völlig fehlerfreien Chips jedoch ist nicht machbar. Die Entwicklung von fehlertoleranten Strukturen, die mit Mechanismen arbeiten, die Fehler aufspüren und beheben können oder nur dessen Folgen vermeiden, könnte Schaltungsentwicklern dabei helfen, defekte Chips zu nutzen, anstatt sie in den Müll zu werfen. Chips sind anfällig aufgrund von Herstellungsfehlern, Umweltbedingungen, die sich negativ auf die Fertigung auswirken und Alterserscheinungen. Manche Experten halten die Rettung der Chips für sinnvoll, zusätzlich zur Nutzung freier Ressourcen und Implementierung einer Technik zur Erkennung, Behebung und Reparatur von Fehlern. Dies würde sie zuverlässiger machen, sie könnten ihren Zweck besser erfüllen und wären auch noch verwendbar, wenn sie Fehler aufwiesen. Die Partner des CRISP-Projekts präsentierten auf der letzten DATE 2011 Konferenz in Frankreich einen sich selbst testenden, selbstreparierenden neunadrigen Chip und zeigten so, wie die natürliche Redundanz des multiadrigen Designs dank der CRISP-Technik zur Verwendung dynamisch rekonfigurierbarer Kerne und Ressourcenmanagement genutzt werden kann. "Eine entscheidende Neuerung ist der Dependability Manager, eine Testgenerierungseinheit, die Zugang zur eingebauten, selbsttestenden Abtastkette hat und so die Produktion während der Laufzeit effektiv prüfen kann", zitiert New Electronics Gerard Rauwerda von Recore Systems in den Niederlande, Organisator des CRISP-Projekts bei der DATE 2011. "Dadurch kann festgestellt werden, welche Kerne korrekt funktionieren." Die Projektpartner entwickelten eine IP (Internal Protocol) -'Hülle' um den dsp [digital signal processing] -Kern herum." Durch zusätzliche Multiplexer kann die Software vom Funktionsmodus zum Diagnosemodus wechseln und Fehler aufspüren. "Es sind noch ein paar zeitliche Probleme zu bedenken, da der Schaltkreis online mit rund 200 Megahertz (MHz) läuft, anstatt mit 25 MHz offline", so Rauwerda. Ist die Analyse des Geräts einmal abgeschlossen, lenkt der Ressourcenmanager die Aufgaben auf fehlerfreie Teile des Chips um. Somit ist der Chip repariert und funktioniert weiter. Rauwerda weist darauf hin, dass diese Technik auf verschiedene Kerne angewendet werden kann. Gegenwärtig konzentriert sich das Projekt auf die Erkennung nicht mehr verwendbarer fehlerhafter Kerne und die Untersuchung, ob der Speicher der Kerne noch nutzbar ist. "In Zukunft möchten wir mit der Diagnose noch tiefer gehen und herausfinden, ob wir noch mehr Teile eines fehlerhaften Kerns verwenden können", erklärt er. "Eine fehlertolerante Verschaltung wird von großer Wichtigkeit sein. Für eine bessere Diagnose müssen wir die Teststrukturen in das Netzwerk auf Chip Interconnect IP einfügen." Weitere CRISP-Partner kommen aus Deutschland und Finnland.Weitere Informationen unter: CRISP: http://www.crisp-project.eu/(öffnet in neuem Fenster) IKT-Forschung unter dem RP7: http://cordis.europa.eu/fp7/ict/(öffnet in neuem Fenster) Recore Systems: http://www.recoresystems.com/(öffnet in neuem Fenster)
Länder
Deutschland, Finnland, Frankreich, Niederlande