Fault injection in embedded systems using GNU Debugger

• Autorzy: Mosdorf M. , Sosnowski J.

Warianty tytułu

PL

Symulacja błędów w systemach wbudowanych z wykorzystaniem GDB

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the technique of simulating faults in embedded systems. It consists of PC software that performs fault injection through the JTAG interface controlled by GNU Debugger (GDB) server for a chosen platform. This approach can be easily adopted to various platforms due to a wide support of GDB project for many architectures. The experimental results for ARM architecture show high controllability of the fault injection process and measured time overhead in the implemented injector.

PL

Praca przedstawia technikę symulacji błędów dla systemów wbudowanych wykorzystującą interfejs JTAG sterowany za pomocą oprogramowania "GNU Debugger" przygotowanego dla danej platformy mikro-procesorowej. Opracowana architektura symulatora błędów została przedstawiona na rys. 1. Zaprezentowane rozwiązanie umożliwia symulację błędów typu bit-flip oraz błędów trwałych za pomocą mechanizmów breakpoint oraz watchpoint. Obserwacja wyników symulacji została zrealizowana za pomocą programowego mechanizmu breakpoint. W ramach pracy zweryfikowano koncepcję dla współczesnych mikroprocesorów z rdzeniem ARM7TDMI oraz zaprezentowano rezultaty symulacji błędów dla wybranych obszarów pamięci SRAM oraz rejestru PC procesora. Podejście to może być łatwo dostosowane do różnych platform systemów wbudowanych wspieranych przez projekt GDB. Przeprowadzone eksperymenty symulacyjne potwierdziły ich dużą sterowalność. W pracy przedyskutowano również efektywność opracowanej metody symulacji błędów oraz przedstawiono wyniki pomiarów opóźnień związanych z symulacją błędów oraz obserwacją wykonywania programu wynoszące odpowiednio 52ms i 42ms.

Słowa kluczowe

EN

fault injection; JTAG interface; GDB project; microcontrollers

PL

symulacja błędów; interfejs JTAG; projekt GDB; mikrokontrolery

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 8
• Strony: 825--827
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mosdorf M.

autor

Sosnowski J.

• Institute of Computer Science, Warsaw University of Technology, ul. Nowowiejska 15/19, 00-665 Warsaw,

Bibliografia

• [1] Portela-Garcí´a M., López-Ongil C., Valderas M. G., Entrena L.: Fault Injection in Modern Microprocessors Using On-Chip Debugging Infrastructures, IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing, Volume 8 issue 2, ISSN: 1545-5971.
• [2] Pedro Yuste, Juan Carlos Ruiz, Lenin Lemus and Pedro Gil: Non-intrusive Software-Implemented Fault Injection in Embedded Systems, Lecture Notes in Computer Science, 2003, Volume 2847/2003, 23-38.
• [3] Mosdorf M., Zabołotny W.: Implementation of elliptic curve cryptography for 8-bit and 32-bit embedded systems – time efficiency and power consumption analysis, ACS-AIBITS 2010, PAK vol. 56, nr 8/2010, Międzyzdroje 2010.
• [4] Hankerson D., Menezes A. J., Vanstone S. A.: Guide to Elliptic Curve Cryptography, Springer, 2004.
• [5] Richard Stallman, Roland Pesch, Stan Shebs, et al.: Debugging with GDB, 2010-10-16.
• [6] Arla J. , et al .: Comparison of Physical and Software-Implemented Fault Injection Techniques, IEEE Trans. on Computers, vol. 52, no. 9, pp. 1115-1133, 2003.
• [7] Benso A., Prinetto P.: Fault Injection Techniques and Tools for Embedded Systems Reliability Evaluation. Kluwer Academic Publishers. (2003).
• [8] Peter Folkesson, Sven Svensson, Johan Karlsson: A Comparison of Injection Based and Scan Chain Implemented Fault Injection. ftcs, pp. 284, The Twenty-Eighth Annual International Symposium on Fault-Tolerant Computing, 1998.
• [9] The GMP team: GNU MP, The GNU Multiple Precision Arithmetic Library, Edition 4.2.4, September 18, 2008.
• [10] Andrew N. Sloss, Dominic Symes, Chris Wright: ARM System Developer’s Guide, Design and Optymizing System Software, Elsevier, 2004.
• [11] Segger Microcontroller GmbH & Co. KG, J-Link/J-Trace ARM, User Guide of the JTAG emulators for ARM Cores. SEGGER web page: www.segger.com, 2010.
• [12] Mosdorf M., Grochowski K., Gawkowski P., Sosnowski J.: Simulating Faults In Computer Systems, ISAT 2010, Information Systems Architecture and Technology - New Developments in Web-Age Information Systems, ISBN 978-83-7493-541-8, Wrocław 2010.