Context-aware monitoring for NEMS

Abstract

Die Überwachung des korrekten Verhaltens eines beliebigen Systems kann kostspielig sein, wenn das Überwachungssystem an das zu überwachende System angepasst werden muss. Um die Konfiguration eines solchen Systems zur Überwachung des Gerätezustands zu vereinfachen, wurde Confidence-based Context-Aware Monitoring (CCAM) entwickelt. Obwohl es als ressourcen-schonender Algorithmus aufmodernen Embedded Systems betrachtet werden kann, wurde er nicht für Anwendungsfälle mit extrem beschränkten Hardware-Anforderungen konzipiert. Um das Feld der möglichen Anwendungen weiter zu erweitern, wurde der Algorithmus vereinfacht und in Hardware auf einer neuartigen NEMS-Technologie implementiert. Gleichzeitig ist diese Arbeit eine Fallstudie für den Logikentwurf auf NEMS. Daher wurde untersucht, wie das Potenzial dieser Technologie genutzt werden kann und es wurde eine Trade-off-Analyse für zwei Implementierungen durchgeführt. Die Erkenntnisse ermöglichen die Verbesserung weiterer Schaltungsentwürfe und geben Hinweise auf mögliche Verbesserungen der Synthese für NEMS.

Monitoring the correct behavior of an arbitrary system can be costly if it the monitoring system has to betaylored to the system under observation. To ease the configuration of such a device health monitoringsystem, Confidence-based Context-Aware Monitoring (CCAM) was developed. Although it can beconsidered a lightweight algorithm on modern embedded computing systems, it was not designed for extremely hardware-constrained use cases. To further extend the field of possible applications, the algo-rithm has been simplified and implemented in hardware on a novel NEMS technology. Simultaneously,this work is a case study for logic design on NEMS. Therefore, it has been investigated how to leverage the potential of that technology and a trade-off analysis for two implementations has been performed.The insights allow for improvement of further circuit designs and hint towards potential improvements of synthesis targeting NEMS.