[发明专利]一种基于数据流驱动计算的故障校正装置和方法

说明书

本申请公开了一种基于数据流驱动计算的故障校正装置和方法，该装置包括：数据存储单元设置于故障校正装置的输入端，用于根据数据地址同时发送原数据至两个计算单元；计算单元用于对原数据进行镜像计算；判断单元用于当判定两个镜像计算结果相等时，将镜像计算结果发送至数据保存单元，当判定两个镜像计算结果不相等时，生成并发送故障断点地址至解析模块；数据保存单元用于根据数据地址生成存储地址，并根据存储地址存储镜像计算结果；解析模块用于根据故障断点地址获取数据地址，并发送至数据存储单元。通过本申请中的技术方案，有利于减少芯片数据流驱动计算的时间消耗，降低芯片的资源消耗，降低了数据流驱动计算的中断概率。

技术领域

本申请涉及芯片运算的技术领域，具体而言，涉及一种基于数据流驱动计算的故障校正装置和一种基于数据流驱动计算的故障校正方法。

背景技术

由多种射线核和单个重离子组成的宇宙射线具有极强的穿透力，会对电子系统产生极大的损害。单粒子翻转是空间宇宙环境中，由于单粒子射入导致芯片中的电子元件产生故障，是导致空间环境中电子系统发生故障和工作异常的主要原因之一。现有的主流硬件加速器普遍采用数据流驱动计算模式，由于在高空甚至是外太空环境中，经常会出现由单粒子翻转导致的芯片中电子元件产生故障的现象，影响芯片计算结果的正确性，因此，需要对数据流驱动计算的运算结果数据进行故障检测和校正。

而现有技术中，普遍采用的加固手段主要有以下几种方案：

1)采用时间三模冗余：让同样的数据计算三次，进行前后结果对比，只要计算的错误前后不同时出现两次错误，就可以正确的避免模块出错，保证结果正确输出。但是这样计算的周期会是原来的三倍，对硬件加速器本身的性能有大大的降低，对于高速计算单元是不可行的；

2)采用硬件三模冗余：让三个镜像模块同时执行完全相同的操作，以多数相同的输出结果作为表决系统的正确结果，通常为三取二等的表决。由于三个模块中相互独立的，两个模块同时出现错误的概率是极小概率，这样可以大大提高系统的可靠性，但同时也会使硬件资源和系统消耗大大增加；

3)采用传统硬件双模冗余，让两个镜像模块同时执行相同的操作，然后结果数据进行比对校验，如果出现不一样的结果数据则数据流计算中断，计算重新开始。该方法的资源消耗比硬件三模冗余方法少了一半，但是计算的处理速度会大大降低，而且随着单粒子翻转概率的增加，数据流驱动计算处于中断的概率也会相对较高。

发明内容

本申请的目的在于：在保证系统计算结果准确性的同时，减小了系统计算数据过程中的时间消耗，降低了系统的硬件消耗，提高了整个计算系统的效率和性能。

本申请第一方面的技术方案是：提供了一种基于数据流驱动计算的故障校正装置，该装置包括：数据存储单元，两个计算单元，判断单元，数据保存单元以及解析模块；数据存储单元设置于故障校正装置的输入端，数据存储单元用于根据数据地址同时发送对应的原数据至两个计算单元；两个计算单元的输入端分别连接于数据存储单元的输出端，计算单元用于对原数据进行镜像计算；判断单元的两个输入端分别连接于两个计算单元的输出端，判断单元用于当判定两个镜像计算结果相等时，将镜像计算结果发送至数据保存单元，判断单元还用于当判定两个镜像计算结果不相等时，生成并发送故障断点地址至解析模块；数据保存单元连接于判断单元的第一输出端，数据保存单元用于根据数据地址生成存储地址，并根据存储地址存储第一计算单元的镜像计算结果；解析模块的输入端连接于判断单元的第二输出端，解析模块的输出端连接于数据存储单元的输入端，解析模块用于根据故障断点地址获取数据地址，并发送数据地址至数据存储单元。

上述任一项技术方案中，进一步地，解析模块具体包括：断点存储单元以及地址解析单元；断点存储单元设置于解析模块的输入端，断点存储单元用于根据故障断点地址生成断点列表；地址解析单元设置于解析模块的输出端，地址解析单元用于解析断点列表，并发送数据地址至数据存储单元。