Published January 1, 2020
| Version v1
Publication
Open
Efficient Soft Error Vulnerability Analysis Using Non-intrusive Fault Injection Techniques
- 1. Universidade Federal do Rio Grande do Sul
- 2. Loughborough University
Description
Electronic computing systems are integrating modern multicore processors and GPUs aiming to perform complex software stacks in different life-critical systems, including health devices and emerging self-driving cars. Such systems are expected to experience at least one soft error per day in the near future, which may lead to life-threatening failures. To prevent these failures, critical system must be tested and verified while under realistic workloads. This paper presents four novel non-intrusive fault injection techniques that enable full fault injection control and inspection of multicore systems behavior in the presence of faults. Proposed techniques were integrated into a fault injection framework and verified through a real automotive case study with up to 43 billions instructions. Results show that compared to traditional methods, the new techniques can increase the efficiency of fault injection campaigns during early development phase by 32.28%.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعمل أنظمة الحوسبة الإلكترونية على دمج المعالجات متعددة النوى الحديثة ووحدات معالجة الرسومات التي تهدف إلى تنفيذ مجموعات برامج معقدة في أنظمة حيوية مختلفة، بما في ذلك الأجهزة الصحية والسيارات ذاتية القيادة الناشئة. من المتوقع أن تتعرض هذه الأنظمة لخطأ بسيط واحد على الأقل يوميًا في المستقبل القريب، مما قد يؤدي إلى إخفاقات تهدد الحياة. لمنع هذه الأعطال، يجب اختبار النظام الحرج والتحقق منه أثناء وجوده تحت أعباء عمل واقعية. تقدم هذه الورقة أربع تقنيات جديدة لحقن الأعطال غير التدخلية التي تمكن من التحكم الكامل في حقن الأعطال وفحص سلوك الأنظمة متعددة النوى في حالة وجود أعطال. تم دمج التقنيات المقترحة في إطار حقن الأعطال والتحقق منها من خلال دراسة حالة حقيقية للسيارات مع ما يصل إلى 43 مليار تعليمات. تظهر النتائج أنه مقارنة بالطرق التقليدية، يمكن للتقنيات الجديدة أن تزيد من كفاءة حملات حقن الأعطال خلال مرحلة التطوير المبكرة بنسبة 32.28 ٪.Translated Description (French)
Les systèmes informatiques électroniques intègrent des processeurs multicœurs et des GPU modernes visant à effectuer des piles logicielles complexes dans différents systèmes essentiels à la vie, y compris les dispositifs de santé et les voitures autonomes émergentes. On s'attend à ce que ces systèmes subissent au moins une erreur légère par jour dans un proche avenir, ce qui peut entraîner des défaillances potentiellement mortelles. Pour éviter ces défaillances, le système critique doit être testé et vérifié sous des charges de travail réalistes. Cet article présente quatre nouvelles techniques d'injection de pannes non intrusives qui permettent un contrôle complet de l'injection de pannes et l'inspection du comportement des systèmes multicœurs en présence de pannes. Les techniques proposées ont été intégrées dans un cadre d'injection de défauts et vérifiées à travers une véritable étude de cas automobile avec jusqu'à 43 milliards d'instructions. Les résultats montrent que par rapport aux méthodes traditionnelles, les nouvelles techniques peuvent augmenter l'efficacité des campagnes d'injection de failles pendant la phase de développement précoce de 32,28 %.Translated Description (Spanish)
Los sistemas informáticos electrónicos están integrando modernos procesadores multinúcleo y GPU con el objetivo de realizar complejas pilas de software en diferentes sistemas críticos para la vida, incluidos dispositivos de salud y automóviles autónomos emergentes. Se espera que dichos sistemas experimenten al menos un error suave por día en el futuro cercano, lo que puede conducir a fallas potencialmente mortales. Para evitar estos fallos, el sistema crítico debe probarse y verificarse bajo cargas de trabajo realistas. Este documento presenta cuatro nuevas técnicas de inyección de fallas no intrusivas que permiten el control completo de la inyección de fallas y la inspección del comportamiento de los sistemas multinúcleo en presencia de fallas. Las técnicas propuestas se integraron en un marco de inyección de fallas y se verificaron a través de un estudio de caso automotriz real con hasta 43 mil millones de instrucciones. Los resultados muestran que, en comparación con los métodos tradicionales, las nuevas técnicas pueden aumentar la eficiencia de las campañas de inyección de fallos durante la fase inicial de desarrollo en un 32,28%.Files
document.pdf
Files
(1.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b57be6b5d1ec0c95f657b27aade13282
|
1.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحليل فعال لضعف الخطأ اللين باستخدام تقنيات حقن الخطأ غير التدخلية
- Translated title (French)
- Analyse efficace des vulnérabilités d'erreur logicielle à l'aide de techniques d'injection de défauts non intrusives
- Translated title (Spanish)
- Análisis eficiente de vulnerabilidades de errores blandos utilizando técnicas de inyección de fallas no intrusivas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3044620288
- DOI
- 10.1007/978-3-030-53273-4_6
References
- https://openalex.org/W1921093919
- https://openalex.org/W1921113851
- https://openalex.org/W1935809293
- https://openalex.org/W1972649107
- https://openalex.org/W1986905947
- https://openalex.org/W2046607737
- https://openalex.org/W2099634310
- https://openalex.org/W2120635877
- https://openalex.org/W2164264749
- https://openalex.org/W2402686027
- https://openalex.org/W2559371819
- https://openalex.org/W2991843241
- https://openalex.org/W3149410719
- https://openalex.org/W4251569324
- https://openalex.org/W4255519882