Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2 Hardware Faults . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.2
Single Event Effects and Other Deviations . . . . . . . . . . . . . . .
9
2.3
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3 Fault Tolerance: Theory and Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.1
Introduction to Reliability Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2
Connection Between Reliability and Fault Tolerance . . . . . . . . 13
3.3
Models for Fault Tolerance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.4
Chapter Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4 Generalized Algorithm of Fault Tolerance (GAFT) . . . . . . . . . . . . 25
4.1
The Generalized Algorithm of Fault Tolerance . . . . . . . . . . . . 26
4.2
Definition of Fault Tolerance by GAFT . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.3
Example of Possible GAFT Implementation . . . . . . . . . . . . . . 31
4.4
GAFT Properties: Performance, Reliability, Coverage . . . . . . . 33
4.5
Reliability Evaluation for Fault Tolerance . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.6
Hardware Redundancy and Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.6.1
Hardware Redundancy: Reliability Analysis . . . . . . . 39
4.7
Conceptual Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
5 GAFT Generalization: A Principle and Model of Active System
Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.1
GAFT Extension: The Method of Active System Safety . . . . . 49
5.2
GAFT Derivation: A Principle of Active System Safety . . . . . 49
xi
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2 Hardware Faults . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.2
Single Event Effects and Other Deviations . . . . . . . . . . . . . . .
9
2.3
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3 Fault Tolerance: Theory and Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.1
Introduction to Reliability Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2
Connection Between Reliability and Fault Tolerance . . . . . . . . 13
3.3
Models for Fault Tolerance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.4
Chapter Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4 Generalized Algorithm of Fault Tolerance (GAFT) . . . . . . . . . . . . 25
4.1
The Generalized Algorithm of Fault Tolerance . . . . . . . . . . . . 26
4.2
Definition of Fault Tolerance by GAFT . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.3
Example of Possible GAFT Implementation . . . . . . . . . . . . . . 31
4.4
GAFT Properties: Performance, Reliability, Coverage . . . . . . . 33
4.5
Reliability Evaluation for Fault Tolerance . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.6
Hardware Redundancy and Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.6.1
Hardware Redundancy: Reliability Analysis . . . . . . . 39
4.7
Conceptual Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
5 GAFT Generalization: A Principle and Model of Active System
Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.1
GAFT Extension: The Method of Active System Safety . . . . . 49
5.2
GAFT Derivation: A Principle of Active System Safety . . . . . 49
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