정보처리학회논문지A (The KIPS Transactions:PartA)

한국정보처리학회 (Korea Information Processing Society)
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ASR 기법을 적용한 임무지향 교전통제 컴퓨터의 신뢰도 분석

Reliability Analysis of The Mission-Critical Engagement Control Computer Using Active Sparing Redundancy

  • 발행 : 2008.12.31
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초록

대공방어용 임무지향 교전통제 컴퓨터는 장시간 동안 임무의 중단없이 방어 임무를 수행하여야 하며, 복잡한 내장형 임무 소프트웨어를 탑재하는 컴퓨터에는 대공방어 임무의 특성상 확실성과 안정성 및 신뢰성을 보장하여야 한다. 구현된 임무지향 교전통제 컴퓨터에서 임무수행의 확실성과 안정성은 4 장의 프로세서로 구성되는 분산 컴퓨터 아키텍처에 의해 보장되며, 신뢰도는 분산 구조의 컴퓨터에 저비용의 능동 예비 이중화(ASR) 고장감내 기법을 적용하여 보장되도록 하였다. 소프트웨어적인 능동 예비 이중화 고장감내 기법은 높은 신뢰도와 신속한 고장복구 성능을 가지는 교전통제 컴퓨터를 저비용으로 구현하므로 대공방어용 컴퓨터에 매우 적합한 기법이다. 본 논문은 능동 예비 이중화 고장감내 기법의 메커니즘과 성능분석에 대해 기술하고, 교전통제 컴퓨터에 ASR 기법과 하드웨어적인 DMR 및 TMR 고장감내 기법을 적용한 경우의 MTBF, 신뢰도, 가용성 및 저비용성을 비교분석하였다. ASR 기법은 72 시간의 임무 시간에 대하여 TMR과 유사한 임무 신뢰도를 제공하며, 저비용의 구현이 가능하므로 교전통제 임무지향 컴퓨터의 고장감내 기법으로 최적인 것으로 분석되었다.

The mission-critical engagement control computer for air defense has to maintain its operation without any fault for a long mission time. The mission performed by large-scale and complex embedded software is extremely critical in terms of dependability and safety of computer system, and it is very important that engagement control computer has high reliability. The engagement control computer was implemented using four processors. The distributed computer composed of four processors quarantees the dependability and safety, and ASR fault-tolerant technique applied to each processor guarantees the reliability. In this paper, the mechanism and performance of ASR fault-tolerant technique are analysed. And MTBF, reliability, availability, and cost-effectiveness for ASR, DMR and TMR techniques applied to the engagement control computer are analysed. The mission-critical engagement control computer using software-based ASR fault-tolerant technique provides high reliability and fast recovery time at a low cost. The mission reliability of the engagement control computer using ASR technique in 4 processors board is almost same the reliability of the computer using TMR technique in 6 processors board. ASR technique is most suitable to the mission-critical engagement control computer.

키워드

참고문헌

  1. John Rushby, “Bus Architectures For Safety- Critical Embedded Systems,” Lecture Notes in Computer Science, Vol.2211, pp.306-323, October, 2001 https://doi.org/10.1007/3-540-45449-7_22
  2. 'System Safety Management Guide', Departm-ent of the Army, Pamphlet 385-16, 1987
  3. 'Risk Management', Department of the Army, Field Manual No.100-14, April, 1998
  4. Gul N. Khan, “Fault-Tolerant Architectures for High Performance Embedded System Applicat-ions”, Proc. of IEEE Conference on Comp-uter Design, pp.384-389, October, 1998
  5. K. H. (Kane) Kim, “Issues Insufficiently Reso-lved in Century 20 in the Fault Tolerance Distributed Computing Field”, in Proc. of the IEEE CS 19th Symp. Reliable Distributed Systems (SRDS), pp.106-115, October, 2000 https://doi.org/10.1109/RELDI.2000.885398
  6. Dhiraj K. Pradhan, 'Fault-Tolerant Computer System Design', p.6-7, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1996
  7. 유명환, 배정일, 신진화, 조길석, “UML 2.0 모델 기반의 교전통제 소프트웨어 아키텍처 개발” 한국군사과학기술학회지, 제10권, 제4호, pp.20-29, 12, 2007
  8. Liming CHEN, Algirdas AVIZIENIS, “N-Vers-ion Programming : A Fault-Tolerant Approach To Reliability Of Software Operation,” in Proc. of the IEEE Fault Tolerant Computing Systems, Vol.3, pp113-119, 1996
  9. K. H.(Kane) Kim, “Toward Globally Optimal Resource Management in Large-Scale Real Time Distributed Computer Systems,” in Proc. of the IEEE CS 6th Workshop on Future Trends of Distributed Computing Systems, pp.248-255, October, 1997 https://doi.org/10.1109/FTDCS.1997.644734
  10. K. H.(Kane) Kim, “Middleware of Real-Time Object Based Fault Tolerance Distributed Computing Systems: Issues And Some Appr-oaches”, in Proc. of the Pacific Rim Int'l Symp. on De-pendable Computing, pp.3-8, December, 2001 https://doi.org/10.1109/PRDC.2001.992672
  11. Norman B. Fuqua, 'Reliability Engineering for Electronic Design', pp.135-137, MARCEL DEKKER, INC., New York, 1987
  12. http://www.cwcembedded.com/p/5/3/75.html
  13. http://www.ccii.co.za/products/blp_pmc/pmc_fc-1gbps.html
  14. Dhiraj K. Pradhan, 'Fault-Tolerant Computer System Design', pp.70-73, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1996

피인용 문헌

  1. The Design and Reliability Analysis of A Mission-Critical Computer Using Extended Active Sparing Redundancy vol.16A, pp.4, 2009, https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2009.16-A.4.235