PowerModes - POWer EmulatoR and MOdel based DEpendability and Security evaluation platform

In den vergangenen Jahren gab es einen dramatischen Anstieg der Systemintegrationsdichte von integrierten Halbleiterimplementierungen. Diese Marktentwicklung wurde in erster Linie von zwei Faktoren getrieben. Erstens, der Markt für Unterhaltungselektronik forderte eine wachsende Menge an integrierter Funktionalität in mobilen Anwendungen. Zweitens, neue Fertigungstechnologien im deep-submicron Bereich erlaubten diese steigende Integration bei nahezu gleichbleibendem Energiebedarf. Ein negativer Nebeneffekt dieser hohen Integrationsdichten ist ein breites Spektrum an Zuverlässigkeitsproblemen, die von den Systemdesignern gelöst werden müssen. Weiters müssen auch absichtliche Fehler berücksichtigt werden, welche durch einen Angreifer in das System eingebracht werden um dieses in einen fehlerhaften Zustand zu bringen. Während es in den letzten Jahren ein breites Spektrum an Forschung auf dem Gebiet von Untersuchungstechniken in frühen Designständen gab, z.B. simulations- oder emulationsbasierte Ansätze, gab es kaum Bewegung am Gebiet der Fehlererkennung. Es wurden neue Methoden der effzienten kontrollussbasierten Laufzeitprüfung der Ausführungsintegrität gesucht und evaluiert. Zu diesem Zwecke wurden neue signatur-basierte Techniken eingeführt, welche eine Verschmelzung der Fehlerdetektionsmit einer Leistungsabschätzunginfrastruktur ermöglichen. Auf Grund der stark eingeschränkten Resourcen in der gewählten Zieldomäne werden weiter neue Methodiken zur Abschätzung der Fehlererkennungs-, Resourceverbrauchs-, Stromverbrauchseffzienz benötigt. Diese Eigenschaften sollen mit Hilfe einer FPGA-basierten Emulationsplattform evaluiert werden. Daher wurden im Rahmen dieser Arbeit neue Methodiken entwickelt, um schnelle und genaue Evaluierungen mittels solcher Emulationssysteme zu ermöglichen. Die hierfür implementierten Fallstudien basieren auf einer von Gaisler Research entwickelten SPARC-v8 Implementierung (LEON3). Weiters wurde die generelle Anwendbarkeit der vorgestellten Techniken in einem industriellen Anwendungsbeispiel demonstriert, welches auf einem echten Smart-Card System inklusive