CPS: Medium: Embedded Fault Detection for Low-Cost, Safety-Critical Systems

CPS:中:用于低成本、安全关键系统的嵌入式故障检测

基本信息

  • 批准号:
    0931931
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 150万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-10-01 至 2014-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The objective of this research is to bring high levels of system reliability and integrity to application domains that cannot afford the cost, power, weight, and size associated with physical redundancy. The approach is to develop complementary monitoring algorithms and novel computing architectures that enable the detection of faults. In particular, there is a significant opportunity to reduce the reliance on physical redundancy by combining model-based and data-driven monitoring techniques. Implementing this approach to fault detection would be difficult with existing software and computing architectures. This motivates the development of a general purpose monitoring framework through monitoring-aware compilers coupled with enhancements to multi-core architectures.The intellectual merit of the project is twofold. First, it has the potential to lead to a novel fault detection approach that blends complementary monitoring algorithms. Second, advances in multi-core processors are leveraged to enable implementation of these fault detection approaches. This addresses key themes in cyber-physical systems by investigating the fundamental issue of fault detection for physical systems and by developing a generic processor architecture for monitoring.With respect to broader impact, project offers the potential for positive influences on industrial practice and education. If successful, the design ideas from this project can be incorporated into low-cost multi-core architectures suitable for embedded systems. The potentially transformative performance improvement offered by this framework could also impact current research in run-time verification and on-line monitoring. The research is to be incorporated into the course "Design, Build, Simulate, Test and Fly Small Uninhabited Aerial Vehicles" for senior undergraduate and first-year graduate students.
这项研究的目标是为无法承受与物理冗余相关的成本、功耗、重量和尺寸的应用领域带来高水平的系统可靠性和完整性。 该方法是开发互补的监控算法和新颖的计算架构,以实现故障检测。 特别是,通过结合基于模型和数据驱动的监控技术,有很大机会减少对物理冗余的依赖。 对于现有的软件和计算架构来说,实施这种故障检测方法会很困难。 这激励了通过监控感知编译器以及多核架构的增强来开发通用监控框架。该项目的智力价值是双重的。 首先,它有可能产生一种新颖的故障检测方法,该方法融合了互补的监控算法。 其次,利用多核处理器的进步来实现这些故障检测方法。 该项目通过研究物理系统故障检测的基本问题和开发用于监控的通用处理器架构,解决了网络物理系统的关键主题。就更广泛的影响而言,该项目有可能对工业实践和教育产生积极影响。 如果成功,该项目的设计思想可以融入适合嵌入式系统的低成本多核架构中。 该框架提供的潜在变革性性能改进也可能影响当前运行时验证和在线监控方面的研究。 该研究将被纳入高年级本科生和一年级研究生的“设计、建造、模拟、测试和飞行小型无人机”课程中。

项目成果

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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
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