Analisi dell'affidabilità di blocchi per il monitoraggio del clock di microcontrollori per applicazioni safety critical

Il seguente lavoro di tesi consiste nell’analisi dell'affidabilità di microcontrollori in riferimento all’integrità del segnale di clock. Il clock rappresenta un degli elementi più critici nei circuiti integrati, regolando la trasmissione di informazioni tra i componenti del sistema attraverso una complessa rete di distribuzione. Guasti, difetti latenti o variazione ambientali possono compromettere la frequenza del clock, causando malfunzionamenti. In particolare, per applicazioni critiche per la sicurezza come quelle in ambito automotive, avionico e spaziale diventa quindi cruciale la presenza del monitoraggio del clock. Per questo motivo Le Unità di Monitoraggio del Clock (CMU) svolgono un ruolo chiave nella gestione della criticità legata al clock. Tuttavia, eventuali guasti dell’unità stessa potrebbe portare ad interpretazioni errate del clock e causare malfunzionamenti. Alla luce di queste considerazioni è stato studiato il comportamento della CMU in termini di validità della misura e rilevazione della frequenza dei segnali di clock del sistema, in presenza di guasti permanenti e transitori. A partire dall'implementazione del blocco si è osservato l’effetto della presenza dei guasti all’interno della circuiteria, attraverso la loro iniezione e propagazione fino all’uscita, in condizioni operative differenti. Ciò a permesso di verificare l’interpretazione errata dell’unità, quantificando attraverso una metrica di rischio, la probabilità di false segnalazioni rispetto la frequenza del clock monitorato. Pertanto, una segnalazione errata dovuta a guasti interni rappresenta una condizione fatale che può portare a conseguenze non irrilevanti per il sistema. Per questo motivo è stata successivamente proposta una soluzione self checking, per rilevare il monitoraggio errato dovuto alla presenza del guasto e segnalarlo attraverso opportuno logica.