南京航空航天大学文宝获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利基于程序异构关系图的SDC错误检测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117130833B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311018289.5,技术领域涉及:G06F11/16;该发明授权基于程序异构关系图的SDC错误检测方法是由文宝;顾晶晶;刘阳;曹子宁;董欣;欧家依;崔煜康设计研发完成,并于2023-08-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于程序异构关系图的SDC错误检测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于程序异构关系图的SDC错误检测方法,包括:对LLVM进行二次开发,获取程序的结构信息和非结构信息;基于LLFI在寄存器或内存级别进行单粒子翻转故障模拟,挖掘程序各指令属性和SDC错误率;扩充指令属性并基于DGL构建程序异构关系图;搭建多关系图注意力网络HPRG,以此挖掘指令间的空间相关性,预测SDC脆弱指令,并探索影响SDC错误率的关键关系;设计程序容错机制,对SDC脆弱指令和关键关系进行分析,识别SDC关键指令,进行针对性冗余加固。本发明对程序进行异构关系图表征,可以更加准确地识别脆弱指令和关键关系,具有更高的SDC错误检测率和更低的时空开销,并且可以灵活适用于各种程序。
本发明授权基于程序异构关系图的SDC错误检测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于程序异构关系图的SDC错误检测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: 步骤1,对开源编译器LLVM进行二次开发,获取程序的结构信息和非结构信息; 步骤2,基于故障注入工具LLFI在寄存器或内存级别进行单粒子翻转故障模拟,挖掘程序各指令属性和SDC错误率; 步骤3,从步骤1和2获取的程序信息中挖掘指令节点和关系边,之后基于深度图谱库DGL构建程序异构关系图G; 步骤4,搭建多关系图注意力网络HPRG,预测SDC脆弱指令,并挖掘影响SDC错误率的关键关系; 步骤5,设计容错机制,对步骤4预测的SDC脆弱指令和关键关系进行分析,识别SDC关键指令,进行针对性冗余加固,实现SDC错误检测; 步骤2中基于LLFI进行单粒子翻转故障模拟,其构建的故障模型FI表示为: FI=Ii,Ws,Wt,i∈[1,N] 式中,Ii表示程序指令i,Ws表示程序指令的源操作数宽度,Wt表示程序指令的目的操作数宽度,N表示程序指令总数; 步骤3中所述从步骤1和2获取的程序信息中挖掘指令节点和关系边,之后基于深度图谱库DGL构建程序异构关系图G,具体包括: 步骤3-1,基于LLVM指令集,从程序结构信息中提取出各指令间关系,表示为一个三元组: eij=Ii,r,Ij,i,j∈[1,N] 式中,eij表示程序指令i和程序指令j间的关系,r表示指令间关系; 形成指令关系库Ed={eij|i∈[1,N],j∈[1,N]}; 步骤3-2,根据步骤1得到的程序的非结构信息和步骤2得到的故障信息,提取指令特征集,表示为一个8元组: F=Bit,Pre,Suc,Nop,Type,BB,Fun,E_rate 式中,Bit表示指令宽度、Pre表示指令前驱数、Suc表示指令后继数、Type表示指令类型、BB表示指令所属基本块、Fun表示指令所属函数、E_rate表示指令SDC错误率; 对F中各元素进行编码和标准化,得到标准特征集f: 式中,L表示指令特征总数,表示程序指令j的第i’个特征,i’∈[1,L],j∈[1,N]; 步骤3-3,根据指令关系库Ed和标准特征集f,基于DGL构建程序异构关系图G,具体为:以程序各指令为程序异构关系图G的节点,以指令间的关系为程序异构关系图G的边,该程序异构关系图表示为G=V,E,其中V表示指令节点集合,E表示关系边集合。
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