I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io n  ( I J RA)   Vo l.  13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   4 5 2 ~ 4 6 8   I SS N:  2722 - 2 5 8 6 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /i jr a . v 13 i 4 . pp 4 5 2 - 468           452       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij r a . ia esco r e. co m   Faults - as - a ddress  simula tion       Vla dim ir  H a ha no v ,   Sv et l a na   Chum a chenk o ,   E ug enia   L it v ino v a ,   I v a n H a ha no v ,     Ver o nik a   P o no m a ro v a ,   H a n na   K ha k ha no v a ,   G eo r g iy   K ula k   D e si g n   A u t o m a t i o n   D e p a r t me n t ,  K h a r k o v   N a t i o n a l   U n i v e r si t y   o f   R a d i o   E l e c t r o n i c s,   K h a r k o v ,   U k r a i n e       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   5 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Au g   1 3 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Au g   2 7 ,   2 0 2 4       F a u lt - as - a d d re ss - sim u latio n   ( F A AS)  is  a   sim u latio n   m e c h a n ism   fo r  tes ti n g   c o m b in a ti o n s  o f  c irc u it   li n e   fa u lt s,  re p re se n ted   b y   th e   b i t  a d d re ss e s  o f  e lem e n t  lo g ica l  v e c to rs.  T h e   XO R  re latio n s h ip   b e twe e n   t h e   tes t  se t  T  a n d   t h e   tru th   tab le  L   o f  th e   e lem e n t  f o r m s  a   d e d u c ti v e   v e c to r  f o r  fa u lt   sim u latio n ,   u sin g   tru t h   tab le  a d d re ss e s  o r  th e   lo g ic  v e c t o r  b it s.  A d d re ss e s  a re   u se d   in   th e   sim u latio n   m a tri x   to   m a rk   t h o se   n - c o m b i n a ti o n s  o f  i n p u t  fa u lt s  d e tec ted   a t   th e   e lem e n t' s  o u tp u t .   Th e   c o l u m n s  o f  th e   sim u latio n   m a tri x   a re   trea ted   a s  n - ro w  a d d re ss e s  to   g e n e ra te  a n   e lem e n t  o u t p u t  r o w  v ia  a   d e d u c ti v e   v e c to r .   Th e re   is  n o   tran s p o r t  o f  i n p u t  fa u l ts  to   t h e   e lem e n t  o u tp u t,   O n ly   th e   1 - sig n a ls  writt e n   in   th e   n o n - in p u t   ro w co o r d in a tes   o f  th e   c ircu it   sim u latio n   m a tri x .   Th e   sim u latio n   m a tri x   is   in it ially   fil l e d   wit h   1 - sig n a ls  a lo n g   t h e   m a in   d ia g o n a l.   Th e   li n e   fa u lt s  d e tec ted   o n   th e   tes t  se t  o f  c ircu it s  a re   d e term in e d   b y   th e   in v e rse   o f  li n e s  g o o d   v a lu e s,  wh ich   h a v e   1 - v a l u e s  in   t h e   m a tri x   ro w   c o rre sp o n d in g   to   th e   o u tp u t  c irc u i t  e lem e n t.   T h e   d e d u c ti v e   v e c to r  is   o b tain e d   b y   t h e   XO R - re latio n s  b e twe e n   th e   tes t  se t  a n d   lo g ica l  v e c to r  i n   th re e   tab l e  o p e ra ti o n s.  Th e   a d v a n tag e   o f  th e   p ro p o se d   F AA S   m e c h a n is m   is  th e   p re d icta b le  c o m p le x it y   o f  t h e   a lg o rit h m   a n d   m e m o ry   c o n su m p ti o n   fo r   sto rin g   d a ta str u c tu re s wh e n   sim u latin g   a   tes t  se t.   K ey w o r d s :   Fau lt si m u latio n   m atr ix   Fau lt tr u th   tab le   Fau lt - as - ad d r ess   s im u latio n     In - m em o r y   c o m p u tin g   L o g ic  v ec to r   co m p u tin g   Sm ar t d ata  s tr u ctu r es   T est tr u th   tab le   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Vlad im ir   Hah an o v   Desig n   Au to m atio n   Dep ar t m e n t ,  Kh ar k o v   Natio n al  Un i v er s ity   o f   R ad io   E lectr o n ics     Kh ar k o v ,   Uk r ain e   E m ail: h ah an o v @ iclo u d . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Statem en t  o f   th e  p r o b lem   th e  p ap er   is   ad d r ess in g .   Mo s t  o f   th e  ex is tin g   s o lu tio n s   f o r   p r o c ess in g   b ig   d ata,   in clu d in g   d esig n   a n d   v e r if icatio n ,   u s e  p o ten t  c o m p u te r s ,   n etwo r k s ,   an d   c o m p u tin g   c en ter s   wh er e  ar r ay s   o f   in f o r m atio n   ar e  s to r e d .   Su ch   s o lu tio n s   r eq u ir e  a  l o t  o f   elec tr ical  en er g y   a n d   a r e  clo s e  to   p o wer   p lan ts .   Giv en   th at  th e r e  will  alwa y s   b e  in s u f f icien t   elec tr icity ,   e v e r y th in g   r elate d   t o   th e   en er g y - i n ten s iv e  p r o ce s s in g   o f   b ig   d ata  will  g r ad u ally   b e co m e  a  th in g   o f   th e  p ast.  I n s tead ,   th er e  is   a  s tead y   in cr ea s e  in   in - m em o r y   co m p u tin g ,   wh ich   will  s o lv e   th e  p r o b lem s   o f   in tellig en t  p r o ce s s in g   o f   b ig   d ata  o n   s m ar t  d ata  s tr u ctu r es  with o u t  p r o g r am m in g   alg o r it h m s   an d   ar ch itectu r es  f r ee   o f   p o te n t  p r o ce s s o r s .   On e  o f   t h ese  co s t - ef f ec tiv e   s o lu tio n s   is   p r o p o s ed   f o r   r esea r ch :  in - m em o r y   m o d elin g   an d   s im u latio n   o n   s m ar t  d ata  s tr u c tu r es  th at  u s e  o n ly   r ea d - wr ite  tr an s ac tio n s .   T h e  s t u d y ' s   f o r m u la  is   th e  u s e  o f   s m ar t  d ata  s tr u ctu r es  in   v ec to r - ta b le  f o r m s   o f   lo g ic  cir cu it  d escr ip tio n   t o   o r g an iz e  in - m em o r y   c o m p u tin g   b ase d   o n   r ea d - wr ite  t r an s ac tio n s   [ 1 ]   f o r   s im u latin g   f au lts   as  ad d r ess es   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   E x p er ts   in   co m p u ter   tech n o l o g y ,   in clu d in g   Gar tn er ,   p r ed ict  a  s h if t  to   m as s   co m p u tin g   in   m em o r y   an d   th e  ab an d o n m en t  o f   th e  v o n   N eu m an n   ar c h itectu r e  [ 2 ]   a n d   p o wer f u l  p r o ce s s o r s   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   T h e y   a d v o ca te   th e  g r ad u al  tr an s itio n   o f   co m p u tin g   to   an y   s u b s tan ce   th at   ca n   s to r e  d ata.   T o   p er f o r m   an y   c o m p u tatio n al  ac tio n s ,   two   r ea d - wr ite  tr an s ac tio n s   o n   m em o r y   elem en ts   ar e   en o u g h   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h is   is   th e   p r ac tical  ess en ce   o f   th e  p r o p o s ed   s tu d y .   On   th e  o th er   h a n d ,   in tellig en t  co m p u tin g ,   ac co r d in g   to   lead in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6       F a u lts - as - a d d r ess   s imu la tio n   ( V la d imir   Ha h a n o v )   453   ex p er ts ,   h as  a  s tr o n g   ten d en c y   to   u s e  s m ar t  m em o r y - b ased   d ata  s tr u ctu r es   [ 4 ] ,   [ 6 ]   to   p r o ce s s   b ig   d ata  with o u t   p r o g r a m m in g   alg o r it h m s   [ 7 ] ,   [ 8 ] .   At  th e  s am e  tim e ,   s m ar t  d ata  s tr u ctu r es  ca n   b e   c r ea ted   o n c e  b y   a  s u p er p o s itio n   o f   ex p licit   co m p u tin g   c o m p o n en ts   o r   b y   tr ain i n g   a  m ac h in e  lear n in g   ( ML )   m o d el  wh en   th e  d ata   s tr u ctu r e  ac q u i r es  v alu ab le   p r o p er ties   f o r   a   s u cc ess f u l  s o lu tio n   to   th e  p r o b lem .   I n   b o th   ca s es,  th e   co m p u tatio n al   co m p lex ity   o f   t h e  s m ar t   d ata  s tr u ct u r e  p r o ce s s in g   alg o r it h m   te n d s   to   ze r o   d u e  to   th e   s ig n if ican t  r ed u n d an cy   o f   d ata   s tr u ctu r es.   T h e  ec o n o m y   o f   i n - m em o r y   m ass   co m p u tin g   in v o lv es  a  s u b s tan tial  r ed u ctio n   in   en er g y   ( 7 8 %)   [ 2 ]   f o r   p r o c ess in g   b ig   d ata  a n d   t h e  tim e  ( 3 2 %)  [ 4 ]   to   s o lv e  p r o b lem s   d u e  to   th e  s p ee d   o f   r ea d - wr ite  tr an s ac tio n s   at  th e  l ev el  o f   o n e  n a n o s ec o n d   [ 5 ] .   Her e  ar e  w h at  h as  b ee n   d o n e  b ef o r e  ab o u t   th e  p r o b le m .   Mo d els  an d   alg o r ith m s   ar e  s tr o n g ly   in ter co n n ec ted .   R ed u n d an c y   o f   o n e   co m p o n e n t  lead s   t o   a   d e cr ea s e  in   th e   o th e r   an d   v ice  v er s a.   I f   an   e n g in ee r   wan ts   a  s im p le  alg o r ith m ,   h e   s h o u ld   u s e   th e  r ed u n d an c y   a n d   s im p licity   o f   ex p licit  d ata   s tr u ctu r es  ( lo g ical   v ec to r s ,   tr u th   tab les  [ 1 ] ,   [ 3 ] ,   [ 9 ] ,   an d   m atr ices)   in s tead   o f   an aly tical  [ 1 0 ] – [ 1 2 ] ,   o r   g r ap h   [ 1 3 ] – [ 1 5 ]   m o d els.  Desig n   an d   test in g   h a v e  b ee n ,   ar e,   a n d   will  co n tin u e  to   b e  th e  m o s t  ad v an ce d   tech n o lo g y   f o r   b u ild in g   in tellig en t  co m p u tin g   [ 1 0 ] ,   [ 1 6 ] ,   th e  g o al  o f   wh ich   is   to   cr ea te  th e  cy b er   b r ain   o f   h u m an ity .   An   u r g en t  p r o b lem   is   v er if y in g   n ew  d i g ital  s o lu tio n s   u s in g   s y s tem - on - ch ip   ( So C )   n u m b e r in g   b il lio n s   o f   tr an s is to r s .   Au to m atic  s y n th esis   s y s tem s   o f   Sy n o p s y s ,   c ad en ce   ca n   d e s ig n   a  s y s tem   o f   an y   co m p le x ity .   Ho wev er ,   t h e  q u esti o n   is   h o w  t o   v er i f y   s u c h   a  s y s tem .   Ho w  ca n   a  test   f o r   it  b e  b u ilt  to   d ete r m in e  its   q u alities   in   d etec tin g   lo g ical  o r   p h y s ical  f au lts ?  E lectr o n ic  d esig n   au to m atio n   ( E DA )   ap p lies   test ab le  d esig n   s tan d ar d s   to   b r ea k   d o wn   a  co m p lex   s y s tem   in to   th e  m ar k et' s   So C   in tellectu al  p r o p er t y   ( IP )   co r es.  T ests   ar e  th en   b u ilt  f o r   th ese  m o d u les,  wh ic h   m u s t  b e  v er if ied   u s in g   f au lt  s im u latio n   alg o r ith m s .   T y p ically ,   t h ese  alg o r ith m s   u s e  co m p ac t   an aly tical  o r   h ar d war e  d escr i p tio n   lan g u ag e  ( HDL )   d i g ital  cir cu its   an d   elem en t  m o d els .   T h eir   p r o ce s s in g   in v o lv es  th e   cr ea tio n   o f   p o we r f u l  c o m p iler s   b ased   o n   th e  u s e  o f   p r o ce s s o r   in s tr u ctio n s .   Su ch   s im u lato r s   a r e  co s tly   an d   r eq u i r e  a  lo t  o f   tim e  an d   en er g y   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   W h at  ca n   b e  o f f e r ed   in   r et u r n ?  T ec h n o lo g ically   s im p le,   ch ea p - to - u s e  test   g en e r ato r s   a n d   s im u lato r s   [ 1 9 ] – [ 2 1 ]   th at  c o n s u m e  a   m in im u m   am o u n t   o f   en er g y   [ 2 2 ] – [ 2 4 ] .  T h e  r esear c h   f o r m u la   f o r   t h is   m etr ic  is   t o   d ev elo p   m ec h an is m s   f o r   in - m em o r y   m o d elin g   an d   s im u latio n   o f   f au lts - as - ad d r ess es b ased   o n   lo g ical  v ec to r s   [ 2 1 ] ,   [ 2 5 ]   o f   cir cu it e lem en ts ,   wh ich   ar e  p r o ce s s ed   b ased   o n   r ea d - wr ite  tr an s ac tio n s   [ 2 0 ] ,  [ 2 6 ] .   Fo r   th is   p u r p o s e,   r ed u n d an t   s m ar t  an d   ex p licit  d ata  s tr u ctu r es  [ 2 0 ] ,   [ 2 7 ] ,   [ 2 8 ]   h av e  b ee n   i n tr o d u ce d   an d   u s e d ,   s ig n if ican tly   r e d u cin g   th e   c o m p u tatio n al   co m p lex ity   o f   s i m u latio n   alg o r ith m s   [ 1 ] ,   [ 1 5 ] ,   [ 2 9 ] .  L o g ical  v ec to r s ,   tr u th   tab les,  an d   lo g ical  m a tr ices  r ep r esen t  s m ar t  d ata  s tr u ctu r es.  On ly   o n e   XOR  o p er atio n   a n d   a  r ea d - w r ite  tr an s ac tio n   a r e  r eq u ir e d   t o   p r o ce s s   th em   f o r   f au lt - as - a d d r ess   s im u latio n .   Ho wev er ,   th is   XOR  o p er atio n   ca n   also   b e  r e d u ce d   to   r ea d - wr ite  tr an s ac tio n s   o n   a   lo g ical  v e cto r   [ 1 ] ,   [ 1 9 ] .   T h e  ef f icien cy   o f   th e  s im u latio n   m ec h an is m   is   u n p ar alleled ,   p r o v id in g   s im p licity   an d   g o o d   ec o n o m ics  o f   th e   s o lu tio n .   C o m p u ter   en g in ee r in g   s tu d en ts   m aster   th is   m ec h an is m   in   o n e  les s o n ,   4 5   m in u tes.   T h e  to p ic  o f   f au lt  s im u latio n   in   t h e  E DA   m ar k et  h as  b ee n   r ele v an t  f o r   7 0   y ea r s   an d   o cc u p ies  o n e   o f   th e   f ir s t  p lace s   in   th e   d ev elo p m e n t o f   r esear ch er s   an d   co m p a n ies.  T h e  m ar k et  r ele v an ce   o f   t h is   to p ic  is   d eter m in ed   b y   th e  f o llo win g   m etr ics  [ 2 9 ] – [ 3 1 ] :  i )  t h e  d e v elo p m en t o f   s m ar t d ata  s tr u ctu r e s   an d   ef f icien t a lg o r ith m s   f o r   test in g   in cr ea s in g ly   co m p lex   co m p u ter   s y s tem s   an d   n etwo r k s   co n s is tin g   o f   b illi o n s   o f   eq u iv alen t  g ates ;   ii )  i n v ar ian ce   o f   s tr u ctu r es  an d   alg o r ith m s   co n ce r n in g   tech n o lo g ies  an d   ty p e s   o f   d ig ital  p r o d u cts  th at  ch an g e  r ap id ly   o v er   tim e   [ 3 2 ] ;   iii )  t h e  f lex ib ilit y   o f   d ata  s tr u ctu r es a n d   alg o r ith m s   will a llo w  th e  p r o ce s s in g   o f   a  wid e   r an g e  o f   d ig itized   tech n ical  d ev ices  an d   p r o ce s s es  f o r   th eir   test in g ,   v er if icatio n ,   d iag n o s tics ,   an d   f au lt  d etec tio n   [ 3 3 ] – [ 3 5 ] ;   iv )  c o n s id er in g   f a u lts   as  b ig   d ata,   alg o r ith m s   f o r   t h eir   an aly s i s   m u s t  b e  ef f icien t  in   ter m s   o f   tim e  an d   en e r g y   co n s u m p tio n .   T h er ef o r e,   f au lt   s im u latio n   s h o u ld   b e  im p lem en ted   o n   p r im itiv e  r ea d - wr ite   tr an s ac tio n s   as  in - m em o r y   co m p u tin g   with o u t  th e  u s e  o f   th e  r o b u s t  in s tr u ctio n   s et  o f   th e  u n iv er s al  p r o ce s s o r   in   th e  v o n   Neu m an n   ar c h itectu r e  [ 2 ] ,   [ 3 6 ] ,   [ 3 7 ] ;   v )  d ata  s tr u ctu r es  f o r   f au lt  s im u latio n   s h o u ld   b e  s im p le  an d   ac ce s s ib le   to   co m p u ter s   an d   h u m a n s   [ 3 6 ] .   Su ch   id ea l  d ata  s tr u ctu r es,  i n v ar ian t  in   tim e,   ar e  th e  u n ju s tly   f o r g o tten   tr u t h   tab le  an d   its   co m p ac t  d er iv ativ e,   th e  lo g ical  v ec to r .   T h ey   ar e  id ea l  f o r   e f f icien tly   s o lv in g   in - m em o r y   co m p u tin g   task s ,   in clu d in g   b ig   d ata  p r o ce s s in g   [ 3 8 ]   an d   f au lt  s im u latio n ;   vi )   T h e  tr u t h   tab le  s h o u ld   b e   elev ated   to   th e  r an k   o f   an   i d ea l  in ter n al   m o d el  o f   a   co m p u tatio n al  p r o ce s s   o r   cir c u it  th at  is   in v a r ian t  co n ce r n in g   d o ze n s   o f   lan g u ag es  d escr ib in g   h ar d war e  o r   s o f twar e  [ 3 7 ] ,   [ 3 8 ] ;   v ii )   T h e  tr u t h   tab le  g en er ates  a  co m p lete  s et  o f   lo g ic - f a u lt  co m b in atio n s   f o r   a r b itra r ily   co m p lex   lo g ical  f u n ctio n ality   [ 1 ] ,   [ 1 0 ] ,   [ 1 6 ] .   T h u s ,   co m b in in g   in - m em o r y   c o m p u tin g   an d   s m ar t  d ata  s tr u ctu r es  b ased   o n   th e   tr u th   tab le  m ay   b e  a  r atio n al  way   to   s o lv e  d esig n   an d   test   p r o b lem s   o v er   a  l o n g   tim e  i n   th e  d e v elo p m en t o f   g lo b al  c o m p u tin g   [ 3 9 ] – [ 4 1 ] .   T h e  p r o p o s ed   s o lu tio n   an d   th e  r esu lts   ac h iev ed .   T h e  g o al  i s   to   s ig n if ican tly   r ed u ce   th e  l aten cy   an d   en er g y   co n s u m p tio n   wh en   s i m u latin g   f au lts - as - ad d r ess es  u s in g   in - m e m o r y   co m p u tin g   te ch n o lo g y   i n   lo g ical  cir cu its   o f   an y   d im en s io n   b as ed   o n   r ea d - wr ite  tr a n s ac tio n s   o v er   s m ar t  d ata  s tr u ctu r es  b u ilt  b ased   o n   a   lo g ical   v ec to r .   T h e  o b jectiv es  o f   th is   r esear ch   ar e  to   i )  i d e n tify   th e   co m p o n en ts   o f   s m ar t   co m p ac t   d ata  s tr u ctu r es  f o r   lo g ic  cir cu it   f au lt  s im u latio n ;   ii )  c r ea t e   a  s im u latio n   alg o r ith m   f o r   f a u lts   F  o f   a   lo g ical  cir c u it  o n   an   in p u t  test   s et  T   b y   s y n th esizin g   d ed u ctiv e  v ec to r s   o f   elem e n ts   f r o m   th e ir   lo g ical  v ec to r s   L ,   u s in g   th e  eq u atio n   D= T ⨁ L ;   an d   iii )  v er if y   th e  d ata  s tr u c tu r es  an d   al g o r ith m s   f o r   m o d elin g   an d   s im u latio n   f au lts - as - ad d r ess es,  u s in g   ex am p les  o f   lo g ic  cir cu its .   W ith o u t  g o in g   in to   d etails,  v o n   Neu m an n ' s   ar ch itectu r e  [ 2 ]   co n tr o ls   an d   ex ec u tes   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   4 5 2 - 4 6 8   454   th e  co m p u tatio n al  p r o ce s s .   T h er ef o r e,   it  ca n   b e  tr a n s f er r ed   to   m em o r y ,   wh e r e  b ig   d ata  r esid es.  Mo r eo v e r ,   th is   ar ch itectu r e  ca n   b e  u s ed   to   s im u late  b o th   lo g ic  an d   cir c u its   in   two   m o d es:  g o o d   s im u latio n   o f   test - as - ad d r ess es  an d   s im u latio n   o f   f a u lt - as - ad d r ess es.  T h e  d ev ice  o f   co n tr o l  an d   ex ec u tio n   in   co m p u tin g   h as  n o t  y et   b ee n   ca n ce led   [ 2 ] ,   [ 1 4 ] ,   [ 1 9 ] .       2.   F AULT S - AS - ADD RE SS   CI RCUI T   SI M U L AT I O N :  UN USUAL   AND  S I M P L E   E N G I NE E RING   M E CH A NIS M   W h at  is   n ew?   F au lt s - as - ad d r ess es  s im u latio n   ( FAAS)  i s   a  tech n iq u e  th at  lev er a g es  in p u t  f au lts   co m b in atio n   as  d ed u ctiv e  v ec t o r   b its   ad d r ess es  th at  f o r m   d etec ted   in p u t  f au lts   in   lo g ic  ele m en t  o u tp u t.  FAAS  tech n iq u e  is   p r o p o s ed   f o r   d ig ital  cir cu it  s im u latio n ,   wh er e  lo g ical  v ec to r s   r ep r esen t  ele m en ts   as  a  co m p ac t   f o r m   o f   th e   tr u th   tab le.   T h e  tr u th   tab le  is   p r o p o s ed   as  a  s m a r t  d ata  s tr u ctu r e   f o r   f au lt  s im u latio n   o f   i n p u t  a n d   in ter n al  lin es  o f   l o g ic  cir cu its .   T h e  lo g ical  v ec t o r   in   th e  tr u t h   tab le  an d   th e   in p u t   test   s et  ar e  u s ed   to   g e n er ate  a   d ed u ctiv e  v ec to r   th at   d etec ts   an y   co m b in atio n   o f   f au lts   in   th e  cir cu it  lin es  to   its   ex ter n al  o u tp u ts .   T h e  n o v elt y   o f   th e   FAAS  m ec h an is m   is   th e  Fau lt  Simu latio n   Ma tr i x   ad d r ess   f illi n g   u s in g   d ed u ct iv e  v ec to r s ,   wh ich   s im u late  a  co m b in atio n   o f   f a u l ts   as a n   ad d r ess .   T h e  in - m em o r y   s im u latio n   u s es r ea d - wr ite  t r an s ac tio n s ,   wh ich   m ak es  th e  FAAS  tech n iq u e  a  f r ee   ce n tr al   p r o ce s s in g   u n it   ( C PU )   in s tr u ctio n   s y s tem   an d   co s t - ef f ec tiv e  i n   ter m s   o f   p o wer   an d   tim e   to   s im u late  f au lts .   T h e  ci r cu it  f a u l t  s im u latio n   c o n tain s   n o v elty   p o in ts :  cir cu it  1   is   th e  d ed u ctiv e  v ec to r   s y n th esis   f o r   i n p u t  s et  a n d   lo g ic  v ec to r   to   d etec t  in p u t  f au lts   o n   elem e n t  o u tp u t;  cir cu it  2   is   th e  d ev elo p m en t  o f   a  q u ad r atic  f au lt  s im u latio n   m atr ix   o f   th e  cir cu it  f o r   ev e r y   test   s et;  cir cu it  3   is   th e  s im u latio n   o f   cir cu it  lin es  f a u lts - as - ad d r ess es  u s in g   a  s i m u latio n   m atr ix   a n d   d e d u cti v e  v ec to r s   o f   lo g ic  elem en ts   to   o b tain   a  v ec to r   o f   d etec ted   f au lts   o n   th e  in p u t  test   s et;  an d   cir cu it  4   is   th e  f o r m atio n   o f   a  tab le  o f   d etec ted   f au lts   to   d eter m in e  t h e  q u ality   o f   th e  in p u t  s ets  an d   th e  test .   Alg o r ith m s   an d   d ata  s tr u ctu r es  ar e  p r o p o s ed   f o r   in - m em o r y   s im u latin g   f au lt - as - ad d r ess es  an d   lo g ical  s ch em es  o f   an y   s tr u ctu r al  co m p lex ity .   Sm ar t  d ata  s tr u ctu r es  h av e  th r ee   m ac r o   c o m p o n en ts :  cir cu it  d escr ip tio n ,   s im u latio n   m atr ix ,   an d   f au l t   d etec tio n   tab le.   T h e  tr u th   tab l e  is   th e  lo n g est - liv ed   m o d el  o f   th e  co m p u tatio n al  p r o ce s s ;  it  is   m o r e  th an   1 0 0   y ea r s   o ld ,   an d   to d ay ,   it  is   p r a ctica lly   n o t  u s ed   f o r   o r g an izin g   co m p u tatio n s .   Un d er n ea t h   th e  s im p licity   o f   th e   f o r m   o f   th e  tr u th   tab le,   wh ich   is   u n d er s tan d ab le  to   h u m an s   a n d   m ac h in es,  th er e  is   an   u n d e cip h er ed   g en o m e  o f   em er g in g   c o m p u tin g .   Fau lt  s i m u latio n   alg o r ith m s   u s e  r ea d - wr ite  tr an s ac tio n s   o n   s m ar t  d a ta  s tr u ctu r es  in   an y   So C ,   f ield   p r o g r am m ab le  g at e  ar r ay s   ( FP GA ) ,   a p p licatio n - s p ec if ic  in teg r ated   cir cu it  ( ASI C ) ,   o r   r e d u ce d   in s tr u ctio n   s et  co m p u te r   ( R I SC - V )   m em o r y   a n d   d o   n o t  r eq u ir e  p r o ce s s o r   in s tr u ctio n s   an d   p r e - s y n th esis   o f   th e   cir cu it  to   b r in g   lo g ical  f u n ctio n alities   to   a  s p ec if ic  elem en t  b asis .   T h e  m ar k et  g o al  o f   th e  p r o p o s ed   tech n iq u e  is   to   s o lv e  I P - co r e  v er if icatio n   p r o b lem s   b ased   o n   in - m e m o r y   co m p u tin g   u s in g   t h e  I E E E   1 5 0 0   s tan d ar d   f o r   em b ed d e d   co r e   test   ( SECT )   s tan d ar d   [ 2 1 ] .   A  d ata  s tr u ct u r e  m etr ic  is   a  lo g ical  v ec to r   o r   tr u t h   tab le.   T h e  p r ac tical  n o v elty   o f   th e  FA AS  m ec h an is m   is   th e   f a u lt  s im u latio n   m atr i x   a d d r ess   f illi n g   u s in g   d ed u ctiv e   v ec to r s ,   wh ich   s im u late  a  co m b in atio n   o f   f a u lts   as  an   ad d r ess   a s   s h o wn   in   F ig u r e  1 .   I t  p r o v id es  a  m o d el  o f   a   good - v alu e  lin e   b eh a v io r   cir c u it  u s in g   lo g ic  v ec to r s   an d   a   cir cu it  m o d el   f o r   f au lt  s im u lat io n   u s in g   d ed u ctiv e  v ec to r s .   A   q u a d r atic  f au lt  s im u latio n   m atr i x   is   p r esen ted ,   w h ich   is   f illed   alo n g   th e  m ain   d iag o n al  with   s in g le  v alu es  id en tify in g   f au lts   o f   th e  cir cu it  lin es.  T h r ee   tr u th   tab les  f o r   th e  s y n th esis   o f   th e  d ed u ctiv e  v ec to r   ar e   also   p r esen ted .   All  th e  lis ted   d ata  s tr u ctu r es  ar e  r eq u ir ed   to   m o d el  th e  f a u lt  as  ad d r ess es  o n   a  s in g le  in p u t  test   s et  0 0 1 1 .   T h e  r esu lt  o f   a  g o o d   s im u latio n   is   s h o wn   in   th e  G - lin e  o f   th e  s im u latio n   m atr i x .   T h e  r esu lt  o f   th e   f au lt si m u latio n   is   s h o wn   in   th e  F - lin e  o f   th e  s im u latio n   m atr ix .           Fig u r e  1 .   Fau lts - as - ad d r ess   cir cu it si m u latio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6       F a u lts - as - a d d r ess   s imu la tio n   ( V la d imir   Ha h a n o v )   455   T h e  r elatio n s h ip   T ⨁ L =D   b et wee n   th e  test   s et  T   an d   th e   tr u th   tab le  L   o f   th e   elem en t  f o r m s   a   d ed u ctiv e  v ec to r   f o r   f a u lt  s im u latio n ,   u s in g   ad d r ess es  th e  tr u th   tab le  o r   th e  l o g ic  v ec to r   b its .   On   th e  o t h er   h an d ,   a d d r ess es  ar e  u s ed   in   th e  s im u latio n   m atr ix   to   m ar k   th o s e  n - co m b i n atio n s   o f   in p u t  f a u lts   d etec ted   at  th e  elem en t' s   o u tp u t.  T h e   co lu m n s   o f   th e   s im u latio n   m atr i x   ar e   tr ea ted   as  n - r o w   ad d r ess es  to   g en er ate   an   o u tp u t  r o w  o f   th e   elem en t  v ia  th e   d e d u ctiv e  v ec to r .   T h er e   is   n o   tr a n s p o r t  o f   in p u t  f au lts   to   t h e  o u tp u t  o f   th e   elem en t,   On ly   th e   1 - s ig n als  wr itten   in   th e  n o n - in p u t  r o w  c o o r d in ates  o f   th e   cir cu it  s im u latio n   m atr ix .   T h e   s im u latio n   m atr ix   is   in itially   f illed   with   1 - s ig n als  alo n g   th e  m ain   d iag o n al.   T h e  lin e  f au lts   d etec ted   o n   th e  test   s e t  o f   cir cu its   ar e  d eter m in ed   b y   th e   in v er s e  o f   th e  g o o d   v alu es  o f   lin es  G,   wh ich   h av e  1 - v alu es  in   th e  m atr ix   r o w  co r r esp o n d in g   to   th e  o u t p u t o f   th e  last   c ir cu it e lem en t.  T h e  d ed u ctiv e  v ec to r   is   o b tain ed   b y   th e  XOR - r elatio n s   b etwe en   th e  test   s et  an d   th e  l o g ical  v ec to r   in   th r ee   tab le  o p er atio n s .   T h e  ad v an ta g e  o f   th e  p r o p o s ed   FAAS   m ec h an is m   is   th e  p r e d ictab le   co m p lex ity   o f   t h e  alg o r ith m   an d   th e   m em o r y   co n s u m p ti o n   f o r   s to r in g   d ata  s tr u ctu r es  wh en   s im u latin g   a  test   s et,   d eter m in ed   b y   th e  f o r m u la  Q = N 2 + ∑ ( Y i + n i = 1 D i ) ,  wh er e  N,   n   ar e   n u m b er   o f   lin es a n d   elem en ts   in   th e  cir cu it   an d   Y,   D  ar e   a   s et  o f   lo g ical  an d   d e d u ctiv e  v ec to r s .   C o n s tr u ctio n   o f   th e   r ec o d in g   m atr ix   [ 1 ]   b y   tak in g   a  C ar tesi an   ⨁ - s q u ar e   o n   th e   ad d r ess es  o f   th e   tr u th   tab le  f r o m   n - v a r iab les  ac co r d i n g   to   th e  f o r m u la:  H= A ⨁ A = ⨁ 2 .   Ad d r ess es  ac t  a s   te s t  s e ts   T   an d   c o m b in atio n s   o f   lo g ic  f au lts   F.  T h e  r esu ltin g   m atr ix   is   a  co n s tan t  f o r   a ll  lo g ical  f u n ctio n s   f r o m   n - v ar iab les.  T h er e  ar e  s ev er al  m o d if icatio n s   to   th e   r e co d in g   m at r ix   co n s tr u ctio n .   N ex t,  a  s im p le  r ec u r s iv e  m ec h a n is m   f o r   b u ild in g   a   r ec o d in g   m atr ix   b ased   o n   p r ed ictio n   is   p r o p o s ed .   Fo u r   s eq u en tial  o p e r atio n s   ar e  p e r f o r m ed   o n   th e  f o u r   q u ad r a n ts   o f   th e  m atr ix :  H i + 1 1 = H i ; H i + 1 2 = 2 + H i ; H i + 1 3 = H i + 1 2 ; H i + 1 4 = H i + 1 1 .   T h e   co n s tr u ctio n   o f   a  m at r ix   o f   an y   d im e n s io n   s tar ts   f r o m   0 :  H 0 1 = 0 .   An o th er   m ec h a n is m   f o r   r ec u r s iv ely   co n s tr u ctin g   a  r ec o d in g   m atr ix   u s es  co m p u tatio n al  h is to r y :   H i 1 = H i − 1   ;  H i 2 = 2 n – 1 – H i 1 ;  H i 3 = H i 2 ;  H i 4 = H i 1 .   T h e  co m p u tati o n al  co m p lex ity   o f   b o th   m ec h an is m s   f o r   co n s tr u ctin g   a  r ec o d i n g   m atr ix   f o r   a  lo g ical  f u n ctio n   f r o m   n - v ar iab les  is   eq u al  to   2 n + 1 .   T h e  d ata  s tr u ctu r es r ef lectin g   th e  r ec u r s iv e  g en e r at io n   o f   t h e  m atr ix   a r e  s h o wn   i n   Fig u r e   2 .             Fig u r e  2 .   Sy n th esis   o f   H - m atr i x   r ec o d i n g       T h e  p r ac tical  u s e  o f   th is   H - m atr ix   is   th e  r ap id   co n s tr u ctio n   o f   a  d ed u ctiv e  v ec to r   b y   r ec o d in g   th e   co o r d in ates  o f   th e  lo g ic  v ec to r   o n   th e   d ec im al  co d es  o f   a  s t r in g   with   a  n u m b er   d eter m in e d   b y   th e   test   in p u t   s et.   An   ex am p le   o f   a  d ed u ctiv e  v ec to r   c o n s tr u ctio n   u s es   lo g ic  v ec to r   0 1 1 1 ,   n =2 ,   test   s et  1 0 .   C o n s id er   th e   m atr ix   o f   two   v ar iab les  o n   a  s tr in g   n u m b e r   2   ( T =1 0 ) ,   wh ich   is   eq u al  to   2 3 0 1 .   R ec o d in g   th e  co o r d in ates  o f   a   lo g ical  v ec to r   g iv es  a   d ed u ctiv e  v ec to r :  D= L H T = 2 =  0111 2301 = 1011 .   Usi n g   an   H - m atr ix   r ec o d in g   to   s y n th esize  d ed u ctiv e  v ec to r s   s p ee d s   u p   lo g ic  cir c u it  f au lt  s im u latio n s   b y   3 0 %.  On e  r ec o d in g   m atr ix   f o r   an   elem en t w ith   th e  m ax im u m   n u m b er   o f   v ar iab les is   n ee d e d   to   s y n th esize  d ed u ctiv e  v ec to r s   o f   a  lo g ical  cir cu it.       3.   DATA S T RUC T UR E S F O R   L O G I C  E L E M E NT   A ND  C I RCUI T   F AU L T   S I M UL AT I O N    Vec to r - lo g ical  d esig n   an d   te s t  co m p u tin g   is   a  p r o ce s s o r - f r ee   in - m em o r y   So C   I P - co r e  test in g   m ec h an is m   b ased   o n   r ea d - w r ite  tr an s ac tio n s   o n   lo g ical  v ec to r s   an d   th eir   d er iv ativ es.  A  m ec h an is m   is   a   co m m u n icatin g   r elatio n s h ip   b etwe en   th e  r e d u n d an cy   o f   d at a  s tr u ctu r es  an d   th e   co m p u tatio n al  co m p lex ity   o f   alg o r ith m s   f o r   t h eir   p r o ce s s in g   wh en   an   in c r ea s e  in   o n e  o f   th em   lead s   to   a  d ec r ea s e  in   th e  o th er   an d   v ice  v er s a.   Me ch an is m s   f o r   m o d e lin g ,   s im u latio n ,   a n d   test in g   d ig ital  p r o jects  ar e  p r o p o s ed .   T h e  o b ject  o f   t h e   s tu d y   is   to   d esig n   a n d   test   c o m p u tin g   b ased   o n   v ec to r - lo g i c  m ec h an is m s   lo ca ted   in   m e m o r y   to   s av e   en er g y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   4 5 2 - 4 6 8   456   an d   d esig n   tim e.   T h e   s u b ject  o f   th e  r esear ch   is   v ec to r - lo g ic al  in - m em o r y   co m p u tin g   f o r   s o lv in g   th e   p r o b lem s   o f   m o d elin g ,   test in g ,   an d   v e r if icatio n   o f   d ig ital  p r o jects  b ase d   o n   v ec to r - lo g ical  m o d els  o f   th e  I P - co r e   So C   in   Fig u r e  3 .   Her e,   all  c o m p u tin g   co m p o n en ts   ar e  co m p letely   n e w  an d   f o c u s   o n   th e  E DA  m a r k et  o f   co s t - ef f ec tiv e   en g in ee r in g   s o lu tio n s .   T h er e' s   n o   p o ten t  C PU  h er e,   n o t  ev en   R I SC - V.   On ly   r ea d - wr ite  tr an s ac tio n s   an d   o n e   v ec to r   XOR o p er atio n   ar e  ea s ily   co n v e r ted   to   tr a n s ac tio n s .           Fig u r e  3 .   Vec to r   lo g ic  d esig n   an d   test   co m p u tin g   in   m e m o r y       T h e  v e ct o r - l o g i c  c o m p u ti n g   e q u ati o n   T ⊕ L ⊕ F = 0   is   u s ed   t o   s o l v e  a ll  te s tin g   p r o b le m s .   I t  d e f i n es   th e   r ela ti o n s h i p s   b etw ee n   t h e   s am e   c o m p o n e n t  f o r m a ts   ( tes t ,   l o g ic ,   f a u lts )   to   d et er m i n e  a n y   o f   th em   b y   th e  o t h e r   tw o .   S u c h   f o r m ats  ca n   b e  l o g ica l  v ec to r s ,   t r u th   ta b l es,  an d   l o g ic al  m a tr i ce s .   Al l  t h es e   co m p o n en ts   f o r m   s m a r t  d ata   s t r u ct u r es  in te r c o n n e cte d   t o   g et   a   r es u lt   wit h o u t  a n   al g o r i t h m .   T h e  p r o b l e m   o f   m o d eli n g   d ata  s tr u ct u r es   is   s o l v ed   b y   s u p er p o s iti o n in g   t h o s e  ex p l ici t c o m p o n e n ts   t h at   p r o v i d e   s o lu ti o n s   wi th o u t a n   a lg o r it h m .   T h is   t r e n d   is   e x p e cte d   in   t h e  I T   m ar k et,   wh ic h   a im s   to   c r e at e  a n d   t r ai n   a  s t r u ct u r e  o f   s m ar t  d ata  f o r   i n te lli g e n t   s o l u ti o n s   t o   al l  p r o b l em s   i n   cy b er - p h y s i ca l   s p ac e  wit h o u t  p r o g r a m m i n g   al g o r i th m s .   All   v e r i f ic ati o n   tec h n o lo g i es   u s e  th e   c o n v o l u ti o n   e q u ati o n   o f   t h e   r e lati o n s   b etw ee n   L ⊕ T ⊕ F = 0   s p ec i f i ca t io n   L ,   im p le m e n t ati o n   T ,   a n d   e r r o r s   F  ( f a u l ts ) .   Ve r i f ic ati o n   is   t h e  p r o ce s s   o f   d et er m i n i n g   t h e  co r r esp o n d e n ce   b et we en   th e   s p ec if ica ti o n   a n d   t h e   s y n th es iz ed   d e v ic e.   T h is   c o r r es p o n d en ce   is   t h en   u s e d   t o   eli m in a te  d esi g n   e r r o r s   T ⊕ L =F  b y   i n t r o d u ci n g   l o g ic al - tim e  r e d u n d an c y .   T es t  v e r i f ic ati o n   i n v o l v es  i d en ti f y in g   f au l ts   F= T ⊕ L   an d   d esi g n i n g   b as e d   o n   a  s y n t h e s ize d   test   ( p r o je ct   r ed u n d a n c y )   f o r   a   g iv en   c lass   o f   f au lt s .   S u it a b le   d esi g n   s tan d ar d s ,   s u c h   as   I E E E   1 1 . 4 9 ,   1 5 0 0 ,   a n d   1 6 8 7 ,   all o w   y o u   t o   r ed u ce   t h e   le n g t h   o f   t h e   tes t  o f   I P   c o m p o n e n ts   o f   a  p r o j ec t   a n d   i m p r o v e  its   q u al ity   b y   u s i n g   b o u n d a r y   s c a n   r e g is t er s   [ 2 1 ] .   F o r m al  v er if i ca ti o n   is   th e  p r o ce s s   o f   ac h ie v i n g   t h e   q u ali ty   o f   a   p r o j ec t   T ⊕ L =F   b ase d   o n   lo g i ca l - t em p o r al   r e d u n d a n c y   ( te m p o r al   l o g ic )   a n d   a   li b r a r y   o f   v ali d   ci r c u i t  s o l u ti o n s .   Dis a s s em b li n g   a  m o d e l  is   t h e  p r o c ess   o f   o b t ai n i n g   a   d ig ita l  d e v i ce   m o d el  b as e d   o n   th e   XOR   i n te r a cti o n   o f   a   test   a n d   a   g iv e n   cl ass   o f   f a u lts   L =T ⊕ F.   F au lt   d ia g n o s is   is   t h e   p r o ce s s   o f   d et e r m i n i n g   th e   ca u s e,   l o ca t io n ,   a n d   t y p e   o f   d e f ec ts   i n   a   d i g i tal   ci r c u it .   N e x t ,   al l   t h e   co m p o n en ts   o f   s m a r t   d at a   s t r u ct u r es   ar e  d e f i n e d   t o   s o l v e   t h e   p r o b l em s   o f   t esti n g   u s i n g   th e  c h a r ac te r is tic   e q u ati o n   a n d   b as ed   o n   t h e   XOR   o p er ati o n .   C o m p o n en ts   o f   s m ar t  d ata  s tr u ctu r es  ar e  in tr o d u ce d   to   d ev elo p   s im u latio n   al g o r ith m s .   T h ese  s tr u ctu r es'   m etr ics  u s e  th e  d i m en s io n ality   o f   a   lo g ical   v ec t o r   d ete r m in ed   b y   th e   n u m b er   o f   in p u t  v ar iab les.  A   lo g ical  elem en t  is   an y   b in a r y   f u n ctio n ality   o f   n   v a r iab les,  with   an   in d eter m i n ate  in ter n al  s t r u ctu r e,   g iv en   b y   a   lo g ical  v ec to r ,   d im en s io n   2 .   L o g ical  v ec to r   L   is   an   ex p licit  f o r m   o f   d ef in in g   f u n ctio n ality   u s in g   an   o r d er ed   s eq u en ce   of   2   b its ,   wh er e  ea ch   b it  h as  its   b in ar y   ad d r ess   in   th e  m etr ic  n   v ar iab les.  A  lo g ical  v ec to r   an d   an   o r d er e d   s et  o f   ex p licitly   s p ec if ied   b in a r y   a d d r ess es  f o r m   a   tr u th   tab le.   A  lo g ical  v ec to r   h a s   all  th e  p r o p er ties   o f   a  tr u th   tab le,   wh ile  it is   m o r e  co m p ac t a n d   tech n o lo g ically   ad v an ce d   f o r   s o lv in g   d esig n   an d   test   in - m em o r y   p r o b lem s .   I n p u t  b in ar y   test   s et  x   is   an   in p u t  test   s eq u en c e  o f   n   b in ar y   b its ,   co n s id er e d   th e  ad d r ess   o f   a   d ed u ctiv e  v ec to r   th at  p r o v i d es  tr an s p o r tatio n   o f   a  c o m b in ati o n   o f   an   elem en t' s   in p u t  f a u lts   to   its   o u tp u t.   T h e   o u tp u t  s tate  o f   elem en t   Y  is   a  b in ar y   v alu e  t h at  r esu lts   f r o m   f ee d in g   a   test   b in ar y   s et  x   t o   a n   elem en t  s p ec if ied   b y   th e  lo g ical  v ec to r   L .   T est  v ec to r   r ef er s   to   co n ca ten atio n   o f   b in ar y   in p u t  s et  x   an d   o u tp u t   s tate  Y,   u s in g   th e  f u n ctio n s   T = ( x Y) .   Activ e  tr u t h   tab le  A= T ⨁ L  is   an   u n o r d er e d   f o r m   o f   s p ec if y i n g   all  c o m b in atio n s   o f   in p u t   f au lts   b y   a  s et  o f   1 - co o r d in at es  p r ed eter m in ed   b y   n   in v er s e  v alu es  o f   th e  b its   o f   th e  in p u t  b in ar y   s et.   Fau lt   tr u th   tab le  F  is   an   ex p licit  f o r m   o f   s p ec if y in g   all  c o m b in atio n s   o f   i n p u t  f au lts   b y   a   s et  o f   u n it  co o r d in ates  th at   ar e  ad d itio n ally   d eter m in ed   b y   n   in v er s e   v alu es  o f   t h e  b its   o f   th e   in p u t  b i n ar y   s et.   T h e   tr u th   tab le   o f   th e  T - test s   i s   an   ex p licit  f o r m   o f   d e f in in g   all  2   co m b in atio n s   o f   in p u t  b in ar y   test   ca s es  f o r   a  lo g ical  elem en t.  A  f u n ctio n al  co v er ag e  tr u t h   tab le  is   an   ex p licit  f o r m   o f   s p ec if y in g   all  co m b in atio n s   o f   in p u t   b in ar y   test   s ets  an d   th e  2   s tate  o f   lo g ical   elem en t  o u tp u ts .   A   f u n ctio n al   co v e r ag e  is   ess en tially   a  lo g ical  v ec t o r   o f   a n   ele m en t.   Ded u ctiv e  D - v ec to r ,   d im en s io n   2 ,   p o i n ts   with   its   s in g le  b its   t o   th e  co lu m n s   with   th e  f au lts   to   b e  d etec ted   at  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6       F a u lts - as - a d d r ess   s imu la tio n   ( V la d imir   Ha h a n o v )   457   th e  1 - c o o r d in ates  o f   th e   f au l t  tr u th   tab le.   Ded u ctiv e  m atr ix ,   d im e n s io n ality   2 × 2   is   a  g en e   o f   lo g ical   f u n ctio n ality   th at  co n tain s   co m p lete  in f o r m atio n   ab o u t  all  f au lts   o f   a  f u n ctio n al  elem en t d etec ted   o n   a  test   s et.   Sm ar t  d ata  s tr u ctu r e  ( f o r   f a u lt  s im u latio n )   is   th e  ex p licit  d ata  s tr u ctu r es  ( lo g ical  v e cto r s ,   tr u th   tab les,  d ed u ctiv e  m atr ices)   in te r co n n ec ted   b y   th e  u n if ied   m etr ic  o f   th e  lo g ical  v ec to r   s p ac e  2 .   Sm ar t  d ata  s tr u ctu r e  d o es  n o t  r e q u ir e  c o n d itio n al  p r o ce s s in g .   T h e  tr u th   tab le ,   as  a  s m ar t  d ata  s tr u ctu r e,   h elp s   to   ex clu d e   co n d itio n al  IF   s tatem en ts   f r o m   th e  p r o g r a m   co d e.   Sin ce   th e  tr u th   tab le  is   th e  co m p lete  s et  o f   co n d itio n al  if   s tatem en ts   ( in   ea ch   v ar ia b le  m etr ic)   tr an s lated   in to   th e  tab le  o f   o r d er ed   ad d r ess es  o f   th e   b its   o f   th e  l o g ical  v ec to r .   C ir cu it  d escr ip tio n   ( ci r cu it  in p u t  s et  d ata)   co n tai n s   in f o r m atio n   ab o u t  t h e  r elatio n s h ip s   b etwe en   th e  s ch em atic  elem en ts   ( th e  n u m b er   o f   in p u ts   o f   ea ch   elem e n t   an d   th eir   n u m er ical  id en tifie r s )   an d   lo g ical  an d   d ed u ctiv e  v ec to r s   f o r   p er f o r m in g   th e  cir cu it  f au lt  s im u la tio n .   Simu latio n   m atr ix   ( m at r ix   o f   cir cu it  f au lt   s im u latio n   o n   in p u t  s et)   r ef er s   to   q u ad r atic  m atr ix   o f   th e  s ch em atic  s tr u ctu r e  f o r   s tu ck - at - f au lts   s im u latio n   o f   in p u t,  in ter n al,   an d   o u tp u t  lin es,  d im en s io n ,   o f   th e  n u m b e r   o f   lin es  o f   th e  cir cu it,  d eter m in ed   b y   1 - v alu es  o f   th e  co o r d in ates  o f   th e  m ain   d iag o n al.   I t  is   d esig n ed   to   m o d el  cir cu it  f au lts   as  ad d r ess e s   b y   u s in g   d ed u ctiv e   v ec to r s   o f   lo g ic  elem en ts   to   o b tain   a  v ec to r   o f   f au lts   to   b e  d etec ted   o n   th e  in p u t  s et.   E n d - to - en d   n u m b e r in g   o f   s ch em atic  lin es  m ak es  tr ac in g   s tr u ctu r al  f ea tu r es  ( r ec o n v e r g en ce   f a n o u ts )   ea s y   in   f au lt  an aly s is   b ased   o n   a   s im u latio n   N - s q u ar ed   m atr ix .   T h e  tab le  f o r   test – d etec ted   cir cu it  f au lts   co n tain s   in teg r al  in f o r m atio n   ab o u t  th e  f au lts   d etec ted   o n   ea ch   i n p u t  s et  an d   an   ass ess m en t  o f   th e   q u ality   o f   th e  in p u t  s et  an d   th e  test .   I t  is   u s ed   to   v alid ate  th e   test   an d   f in d   f a u lts   in   th e   d ig ital d ev ice.   T h e   f o r m u la  f o r   s im u latin g   s tu ck - at - f au lts   o f   cir c u it  lin es   is   as  f o llo ws:   f r o m   th e  in p u t  s et  o n   th e  e x ter n al  i n p u ts   an d   n u m b er ed   N - lin es  o f   t h e  cir cu it   is   s y n th esized   N 2    s im u latio n   m atr ix   f illed   with   1 - co o r d in ates  d iag o n ally   to   o b tain   a  v ec to r   o f   d etec ted   f a u l ts   o n   th e  N - lin es  o f   th e  cir cu it  b y   c o n s tr u ctin g   a  m atr ix   o f   d ed u ctiv e   v ec to r s   f r o m   th e  m - n u m b er   o f   f u n ctio n al  elem en ts   o f   th e   cir cu it,  b ased   o n   lo g ical  v ec to r s   an d   b in ar y   s ets  at   th e  in p u t s   o f   t h e  elem e n ts ,   af ter   wh ich   ea ch   o u tp u t  o f   t h e   s ch em atic  elem en t  is   s im u lat ed   b y   th e  s eq u en tial  p r o ce s s in g   o f   th e  co m b in atio n   o f   lin es  o f   th e  s im u latio n   m atr ix   at  t h e  elem e n t  in p u ts   a s   ad d r ess es  o f   t h e  ce lls   co r r esp o n d in g   t o   th e   co r r esp o n d in g   d ed u ctiv e   v ec to r s ,   af ter   wh ich   a   d is ju n ctio n   o p e r atio n   is   p er f o r m e d   o n   th o s e  lin es  o f   th e  s im u latio n   m atr ix   th at  b elo n g   to   th e   ex ter n al  in ter f ac e  o u tp u ts   o f   th e  cir cu it,  i n   o r d er   to   o b tai n   an   in teg r al  ∨ - v ec to r   o f   th e   s im u latio n ,   th e  1 - co o r d in ates  o f   wh ich   ar e  f u r t h er   d eter m in ed   b y   th e  in v er s e  v alu es  o f   th e  lin es  o f   th e  v ec to r   o f   th e  g o o d   s im u latio n   to   o b tain   th e   v ec t o r   o f   test ed   f au lts   o n   th e   in p u t  b in a r y   s et.   Fau lts - as - ad d r e s s es  s im u latio n   is   a  tech n iq u e  th at  lev er a g es  in p u t   f au lt  co m b in atio n s   as  th e  ad d r ess es  o f   d ed u ctiv e  v ec to r   b its ,   wh ich   f o r m s   th e  o u tp u t v ec t o r   o f   th e  d etec ted   in p u t f a u lts   in   a  lo g ic  elem en t.  T h e  m o d el  o f   d etec ted   lin e  f au lt is   r ep r esen ted   b y   a  1 - s ig n al  in   th e   s im u latio n   m atr ix ,   an d   t h e  f au lt th at  was n o t d etec ted   is   n o ted   b y   a  0 - s ig n al.       4.   I NP UT   D AT A  M O DE L S F O R  L O G I CAL A NAL YSI S   I n p u t  d ata  m o d els  f o r   l o g ical   p r o ce s s in g   ca n   b e  r ep r esen t ed   in   Fig u r e   4 .  Nu m b er   1   is   th e  s et  o f   co m p ac t  u n s tr u ctu r ed   d ata  r e q u ir in g   co m p le x   an d   s eq u e n tial  in p u t  p r o ce s s in g   [ 4 2 ] .  Nu m b er   2   is   th e  b i n ar y   v ec to r   o f   u n itar y - en co d ed   d ata   th at  u s es  co m p lex   p r o ce s s o r   r eg is ter   v ar iab les  t o   p r o ce s s   p a ir s   o f   in p u t   v ec to r s   in   p ar allel.   Nu m b er   3   is   th e   a d d r ess es  f o r m ed   b y   th e  c o lu m n s   o f   th e  in p u t  m atr ix   o f   u n ita r y - en c o d ed   d ata  to   p er f o r m   r ea d - wr ite  in - m em o r y   tr an s ac tio n s   o n   t h e  b its   o f   th e  lo g ical  v ec to r   ( with o u t  t r ad itio n al  p r o ce s s o r   lo g ic)   with   p ar allel   an aly s is   o n   th e   co lu m n s   o f   d ata  as  a d d r ess es.  Her e,   th e  v ec to r   L   =  0 1 1 0 1 0 0 1   is   an   XOR   f u n ctio n   o f   th r ee   v ar iab les  th at  f o r m   a d d r ess es  f r o m   th e   d ata  to   b e  a n aly ze d .   T h e  lo n g e r   th e   lo g ical   v ec to r   len g th ,   th e   g r ea ter   th e  d e g r ee   o f   p ar allelis m   wh en   p r o ce s s in g   b ig   d ata  as  ad d r ess es.  L o g ical  v ec to r s   d o   n o t   n ee d   to   b e  r e d u ce d   t o   th e  lo g i c  o f   th e   p r o ce s s o r   u s in g   r ath e r   co m p lex   s y n th esis .   I n - m e m o r y   co m p u tin g   b ased   o n   lo g ic  v ec to r s   is   f r ee   f r o m   s y n th esis   an d   tr ad itio n al  C PU  l o g ic,   r ep lace d   b y   r ea d - wr ite  tr an s ac tio n s   ( 6 0 0   p s   laten cy ) ,   wh ich   ar e  n o t  in f er io r   in   s p ee d   to   th e  ar ith m etic  lo g ic  u n it  ( AL U )  [ 3 8 ] .   At  th e  s am e  tim e,   in - m em o r y   c o m p u tin g   h as  h alf   th e  p o wer   co n s u m p tio n   wh en   p r o ce s s in g   b ig   d ata  c o m p ar e d   to   a  p r o ce s s o r   [ 3 9 ] .   T wo   d ata  p r o ce s s in g   o p tio n s   r ep r esen t f au lt - as - ad d r ess   s im u latio n   tech n iq u es  as sh o wn   i n   Fig u r e   5.   −   T ec h n iq u e   1 .   Use  th e  co l u m n s   o f   th e   S - m atr ix   s im u latio n   alo n g   th e   in p u t  lin es  o f   th e   e lem en t  as  th e   ad d r ess es  o f   th e  d ed u ctiv e   v ec to r   b its ,   wh ich   f o r m   th e  c o o r d in ates  o f   th e   v ec to r   o f   th e  f au lts   to   b e   d etec ted   o n   th e  o u tp u t  lin e   Y i , j = D x j   .   Fo r   th is   ex am p le,   it  wo u l d   b e   12 = 100001000100 .   Her e,   ea ch   1 - u n it  is   d ef in ed   b y   ad d r ess   1 0 0   in   th e  tr u t h   tab le  o f   th e  d ed u ctiv e  v ec to r ,   wh er e  D ( 1 0 0 ) = 1 .   T h is   tech n iq u e  is   im p lem e n ted   in   t h e  FAAS e n g in e  f o r   cir cu it f a u lt si m u latio n .     −   T ec h n iq u e   2 .   Dis tr ib u te  all  c o lu m n s   o f   th e   S - m atr ix   o f   th e  s im u latio n   with   th e   in p u t  n u m b er s   o f   th e   cir cu it  lin es  to   th e  ad d r ess es  o f   th e  d e d u ctiv e  v ec to r   tr u th   t ab le,   an d   th en   g e n er ate  th e  1 - co o r d in ates  o f   th e  f au lt   v ec to r   to   b e  test ed   o n   th e   o u tp u t  lin e   u s in g   th e  n u m b er s   o f   th e   lin es  eq u iv alen t  t o   th e   co lu m n s ,   if   th e  co lu m n   o f   t h e  tr u th   ta b le  is   co v er ed   b y   th e  1 - co o r d in ate  o f   th e  d e d u ctiv e  v ec to r .   B o th   tech n iq u es   f o r   f a u lt  s im u latio n   o f   cir cu i t  lin es  as  ad d r ess es  h av e  th e   s am e  co m p u tatio n al  co m p le x ity   Q= n × N  ( wh er e  n   is   t h e  n u m b e r   o f   i n p u ts   o f   th e   elem en t   b ein g   p r o ce s s ed   an d   N   is   th e   n u m b er   o f   lin es  o f   th e   cir cu it).   T h e  s ec o n d   tech n iq u e  h as  a  v alu ab le  p r o p er ty :  th e  f au lts   eq u iv alen ce   o f   cir c u it  lin es  b y   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   4 5 2 - 4 6 8   458   co lu m n s   o f   th e  tr u th   tab le,   wh ich   is   u s ed   to   d ia g n o s e  d e f ec t s   in   th e  cir cu it.  An o th er   ess en tial  f ea tu r e  o f   th e  p r o p o s ed   tech n i q u es  is   t h at  in   th e  s im u latio n   m atr ix ,   th e  test ed   f au lts   o f   b o th   s ig n s   ( s tu ck - at - 1 ,   s tu ck - at - 0 )   a r e  r e p r esen ted   b y   a  1 - co o r d in ate,   wh ich   is   v er y   co n v en ien t   f o r   g e n er atin g   ad d r ess es  f o r   th eir   p ar allel  p r o ce s s in g   o n   d ed u ctiv e  v ec to r s .   1 - c o o r d i n ate s   ar e  f u r th er   d eter m in ed   b y   s p ec if ic  f au lts ,   in v er s e  to   th e  g o o d   s tate  o f   th e  lin es,  af ter   th e  f o r m atio n   o f   th e  en tire   m atr ix   o f   th e  cir c u it  s im u latio n .   T h e  f ir s t  tech n iq u e  f o r   f a u lt  s im u latio n   o f   elem e n ts   as  p ar t  o f   a  cir cu it  is   f o cu s ed   o n   im p l em en tatio n   in   th e  E DA  m ar k et   u s in g   in - m e m o r y   c o m p u tin g   tec h n o lo g y .   T h is   tech n iq u e   ca n   also   b e  e f f ec tiv ely   u s ed   f o r   p ar allel  p r o ce s s in g   o f   b ig   d ata,   s u ch   as  ad d r ess es,  to   s o lv e  p r o b lem s   o f   d eter m in i n g   s im ilar ity – d if f er en ce   a n d   e q u iv alen ce   o f   p atter n s .           Fig u r e  4 .   I n p u t  d ata  m o d els f o r   lo g ical  an aly s is           Fig u r e  5 .   T ec h n iq u es f o r   f au lt  s im u latio n   as a d d r ess es o n   a  d ed u ctiv e  v ec to r       T h e  f a u lt  s im u latio n   m at r ix   o f   cir c u it  lin es  as  ad d r ess es  is   th e  b asis   o f   t h e  s im u latio n   en g in e   in     Fig u r e   6 .   T h e  cir c u it  f au lt   s im u latio n   m at r ix   o n   th e  i n p u t   test   s et  h as  d im en s io n s   N × N= 2 ,   wh er e  N   is   th e   n u m b er   o f   lin es  in   th e  cir cu it .   I t  is   f il led   with   one   u n it  alo n g   th e  m ain   d iag o n al,   wh ich ,   in   th e  s im u latio n   p r o ce s s ,   tu r n s   in to   b in ar y   v ec t o r s   o f   th e  f au lts   to   b e  d etec ted   f o r   ea c h   o u t p u t n u m b er   o f   th e   elem en t.    T h e  1 - co o r d in ate  o f   th e  m atr ix   en co d es  th e  f au lt  d etec tio n   o n   th e  cir cu it  lin e  o f   b o th   f au lt  ty p es  ( s tu ck - at - 0 ,   s tu ck - at - 1 ) .   Vec t o r   Su m   ∨   p er f o r m s   th e  f u n cti o n   o f   lo g ically   co n ca ten atin g   th o s e  r o ws  o f   th e   s im u latio n   tab le  th at  ar e  t h e  e x ter n al  o u t p u ts   o f   t h e  cir cu it.  I n   th is   ex am p le,   t h er e  is   o n e   ex ter n al  cir cu it  in p u t,  n u m b er   1 2 .   T h e  G o o d   v ec to r   s h o ws  th e  s tate  o f   all  cir cu it   lin es  in   th e  ab s en ce   o f   f a u lts .   T h e  f a u lts   v ec to r   id en tifie s   f au lts   ( s tu ck - at - 0 ,   s tu ck - at - 1 )   th at  ar e   d etec ted   o n   a  test   s et  u s in g   a  s im p le  r u le:  I f   ( SumV ) i   =1 ,   th e n   ( F a ul ts ) i = G ood i ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ .   T h is   ex p r ess io n   ca n   b e  im p lem en ted   u s in g   t h e  tr u th   ta b l e  s h o wn   at  th e  b o tto m   o f   Fig u r e  6 .   T h e  f a u lt  v ec to r s   f o r m   th e   r es u lt  o f   th e  s im u latio n ,   wh ich   is   th e  tab le   o f   test - d etec ted   cir c u it  f au lts .   T o   f o r m   th e  ad d r ess   o f   a  d ed u ctiv e   v ec to r   b it,   th e   co o r d in ates  o f   t h o s e  s tr in g s   wh o s e  n u m b er s   f o r m   th e  elem e n t' s   in p u ts   ar e  u s ed   to   f o r m   th e  ad d r ess   o f   th e  b it.  E ac h   d ed u ctiv e  v ec to r   o f   elem en t  f o r m s   its   o u tp u t  r o w  o f   th e  s im u latio n   m atr ix   u s in g   ev en t f u ln ess   r u les,  a  s et  o f   em p ty   ce lls   o r   n u ll  ad d r ess es  ar e  n o t  p r o ce s s ed .   T o   o b tai n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6       F a u lts - as - a d d r ess   s imu la tio n   ( V la d imir   Ha h a n o v )   459   v ec to r   lin e  1 2   f o r   t h e  elem en t   s h o wn   in   Fig u r e  6 ,   y o u   n ee d   to   co n ca te n ate  th e  a d d r ess es  b y   in p u t  n u m b er s   ter m   ( 1 0 , 8 , 1 1 ) :  1 0 1 ,   1 1 1 ,   0 1 1 ,   0 0 0 ,   . . .   T h e   co m p u tatio n al  co m p lex ity   o f   p r o ce s s in g   th e   s im u latio n   m atr ix   o n   th e  test   s et  i s   d eter m in ed   b y   th e  co m p lex ity   o f   ad d r ess   co n ca ten atio n .   I t  is   eq u al  to   1 2 2 ,   wh er e  N  is   th e   n u m b er   o f   lin es in   t h e  cir cu it.           Fig u r e  6 .   Ma tr ix   o f   f au lt si m u l atio n   o f   cir c u it lin es a s   ad d r es s es o n   th e  in p u t set       5.   F AULT S AS  AD DRE SS   S I M UL AT I O N  I N  T H E   L O G I C  CIRCU I T   T h e  p r o b lem   o f   tr a n s f er r in g   t h e  v o n   Neu m an n   a r ch itectu r e   to   m em o r y   a n d   r ep lacin g   t h e   p o wer f u l  p r o ce s s o r   o n   r ea d - wr ite   with   tr an s ac tio n s   o n   l o g ical  a n d   d ed u ctiv e  v ec to r s   to   r e d u ce   en er g y   a n d   tim e  co n s u m p tio n   wh e n   lo g ic  cir cu it  s im u latio n   o f   an y   d im en s io n   is   s o lv ed .   T h e  g o al  is   to   d ev elo p   a  FAAS  m ec h an is m   f o r   f a u lt - as - ad d r e s s   s im u latio n   f o r   d ig ital  cir cu its   o f   an y   d im en s io n .   T h e   t ask s   as  p r esen ted   in   Fig u r e  7   ar e   as  f o llo ws.  T ask   1   is   s y n th esis   o f   d ed u ctiv e  v e cto r s   f o r   tr an s p o r tin g   in p u t  f a u lts   to   th e  o u tp u t  o f   an   elem en t   o n   an   in p u t  test   s et .   T ask   2   is   d ev elo p m en t   o f   a   q u a d r atic  m atr i x   o f   th e   cir cu it  s tr u ctu r e  to   s im u late  s tu ck - at - f au lts   o f   i n p u t,  in ter n al,   an d   o u tp u t  lin es .   T ask   3   is   s im u lat io n   o f   cir c u it  f au lts - as - ad d r ess es  u s in g   s im u latio n   m atr ix   a n d   d ed u ctiv e  v ec t o r s   o f   th e  l o g ic  elem en t  to   o b tain   a   v ec to r   o f   th e  d etec ted   f au lts .  T h e  en d - to - en d   n u m b er in g   o f   cir cu it  lin es  m ak es  tr ac in g   s t r u ctu r al  f ea t u r es  ( r ec o n v er g en ce   f an o u ts )   ea s y   i n   f au lt  an aly s is   u s in g   a  s im u lat io n   m atr ix .   T ask   4   is   f o r m at io n   o f   a  tab le  o f   d etec ted   f au l ts   to   d eter m in e  th e  q u ality   o f   t h e  in p u t set a n d   th e   test .             Fig u r e  7 .   C ir cu it f a u lt si m u latio n   s tr u ctu r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   4 5 2 - 4 6 8   460   T r u th   tab le  s y n th esis   o f   th e  H - m atr ix   lin e  f o r   d ed u ctiv e   v ec to r   cr ea tio n   in   Fig u r e   8 .   T h e  c o o r d in ates   o f   ea ch   r o w  o f   th e  H - m atr ix   [ 1 0 ]   o f   b it  r ec o d i n g   ar e  r e p r esen ted   b y   d ec im al  ad d r es s   co d es,  wh ich   ar e   o b tain ed   b y   XOR  in ter ac tio n   o f   th e   in p u t   b in ar y   test   s et  T   an d   th e   co lu m n s   o f   th e  tr u th   t ab le  L :A=T ⨁ L   o f   an y   f u n ctio n ality   f r o m   th e  n - v ar iab les.  T h is   is   th e  th eo r eti ca l  ess en ce   o f   th e  s y n th esis   o f   th e  b it - r ec o d in g   m atr ix .   T h e  r esu lts   o f   t h e  X OR   in ter ac tio n   o f   th e   in p u t  b in ar y   test   v ec to r s   ( T =0 0 0 0 ,   0 1 1 1 )   an d   2 =1 6   co lu m n s   o f   th e  tr u th   tab le  f o r m   th e  0   an d   7   r o ws  o f   t h e  b it - r ec o d in g   m atr ix   to   g en er ate  a  d ed u ctiv e   v ec to r .  E ac h   tab le  s h o ws  th e   r esu lt  o f   th e  XOR   s u m m atio n   o f   th e   te s t  s et  T   an d   th e   s tan d ar d   tr u th   tab le  L .   T h e   u p p er   p ar t  o f   ea c h   ta b le  is   r e p r esen te d   b y   th e  r ec o d in g   v ec to r   o b tai n ed   t o   c o m p ile  t h e  H - m at r ix .   T h e  b i n ar y - d ec im al  co d e  o f   th e  test   s et   f o r m s   th e  co r r esp o n d i n g   s tr in g   o f   th e   r ec o d in g   m atr ix .   Kn o win g   th e  r ec o d in g   v ec t o r   H 0111   it  is   ea s y   to   o b tain   th e  d ed u ctiv e  v ec to r   D  b y   ex ec u tin g   th e  f o r m u la:  f r o m   th e  test   s et  T =0 1 1 1   as  th e  b it   ad d r ess   o f   th e  lo g ical  v ec to r   L 0111 = 1 ,   th e  s tate  o f   t h e  elem e n t' s   o u tp u t  is   d eter m in e d   Y= 1 ,   XOR - s u m m atio n   o f   wh ich   with   all  th e  b its   o f   th e  lo g ical  v ec to r   L = 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1   g i v es  a  v ec to r   o f   ac tiv ity   A= Y ⨁ L =0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 ,   to   wh ich   th e  H - v ec to r   o f   th e  r ec o d in g   o f   th e   b its   o n   th e   test   s et  T =0 1 1 1   is   ap p lied   to   o b tai n   th e  d ed u ctiv e  v ec to r   D= A H =  0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0   wh o s e  b its   ar e  alr ea d y   wr itten   to   th e   b in ar y - d ec im al  ad d r ess es  s ta n d ar d .   T h e  H - m atr ix   o f   b it  r ec o d in g   is   th e  k ey   to   co n s tr u ctin g   a  m atr ix   o f   d ed u ctiv e  v ec to r s   o f   a n y   lo g ic .             Fig u r e  8 .   T r u th   tab le  s y n th esis   o f   th e  H - m atr ix   lin e  f o r   d e d u c tiv e  v ec to r   cr ea tio n       I t  is   p r o p o s ed   to   u s e  a  tr u th   tab le  to   s y n th esize  th e   d ed u ctiv e  v ec to r   o f   a  f u n ctio n al  elem en t  in     Fig u r e  9   b ased   o n   a   lo g ical  v ec to r   an d   a  g iv e n   b in a r y   in p u t  s et  f o r   its   u s e  in   s im u latin g   s tu ck - at - f au lts   in   a   d ig ital  cir cu it.  T h e  f o r m u la  f o r   d ed u ctiv e  v ec to r   m o d elin g   is   as  f o llo ws.  T h e  in p u t  b in ar y   s et,   as  th e  ce ll   ad d r ess   o f   th e  lo g ical  v ec to r ,   co n tain s   th e  o u tp u t  s tate  o f   th e  elem en t,  th e  co n ca ten atio n   o f   wh ich   with   th e      Fig u r e  8 .  T r u th   tab le  s y n th esis   o f   th e  H - m atr ix   lin e  f o r   d e d u c tiv e  v ec to r   cr ea tio n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6       F a u lts - as - a d d r ess   s imu la tio n   ( V la d imir   Ha h a n o v )   461   in p u t  b in ar y   f o r m s   an   in p u t - o u tp u t  s tate  v ec to r   f o r   XOR  in ter ac tio n   with   all  th e  co lu m n s   o f   th e  tr u th   tab le  to   s y n th esize  th e  ac tiv ity   tab le,   t o   wh ich   th e  p r o ce d u r e   o f   o r d e r in g   th e   co lu m n s   in   ascen d in g   o r d e r   o f   th e   b in a r y   ad d r ess es o f   th e  in p u t v ar ia b les is   ap p lied   to   o b tain   a   d ed u ctiv e  v ec to r   i n   th e  o r d er e d   ac tiv it y   tab le.           Fig u r e  9 .   Gen e r atio n   o f   th e  d e d u ctiv e  v ec to r   f o r   an   elem e n t  v ia  a  tr u th   tab le       Data   s tr u ctu r es  f o r   lo g ic  c ir cu it  f au lt  s im u latio n   ar e  r ep r esen ted   b y   th e  f o llo win g   m ac r o - co m p o n en ts :  c ir cu it  d escr ip ti o n   an d   s im u latio n   m atr ix .   T h e  f au lt  d etec tio n   tab le   c o n s is ts   o f   i )   id e n tifie r s   o f   th e  in p u t - o u tp u t  o f   th e  cir cu it   an d   lo g ic  elem en ts ,   wh ich   to g eth er   m ak e  u p   th e  in ter f ac e  o f   th e  cir cu it;  ii)  a  m atr ix   o f   lo g ical  v ec to r s   th at  d ef in e  th e   f u n cti o n ality   o f   ea c h   elem en t  o f   th e   cir cu it;  iii)  a  m atr ix   o f   d ed u ctiv e   v ec to r s   th at  f o r m   lis ts   o f   in p u t  f au lts   to   b e  d etec ted   at  t h e  o u tp u t  o f   ea c h   elem en t   o f   th e   c ir cu it;  iv )   v ec to r   o f   b in ar y   g o o d   b eh av io r   o f   all  cir cu it  lin es  in   th e  f o r m at  o f   in p u t,  in ter n al  an d   o u tp u t  lin es;  v )   q u ad r atic  m atr ix   ( 2   o f   th e  n u m b er   o f   cir cu it  lin e s )   f o r   s im u latio n   o f   cir cu it  f a u lts   o n   an   in p u t  b in a r y   test   s et,   p r e - p o p u lated   with   1 - v alu es  at  d iag o n al  co o r d in ates,  cr ea tin g   a  s tu ck - at - f a u lt  cir cu it  m o d el ;   an d   vi )  v ec t o r   o f   f au lts   d etec ted   o n   th e   b in ar y   test   s et,   in v er s e  co n ce r n in g   th e   s tate  o f   t h e  cir cu it  lin es  o f   g o o d   b e h av io r .   N ex t,  a  cir c u it  as  in   Fig u r e   1 0   is   p r o p o s ed ,   f o r   wh ich   d ata  s tr u ctu r es  will  b e  b u i lt  to   ex ec u te  th e  f au lt  s im u latio n   alg o r ith m .   Her e   is   th e  c ir cu it  f au lt  s im u latio n   f o r m u la :  Simu latio n   N 2    m atr ix   f illed   with   u n it  co o r d i n ates  d iag o n ally   is   s y n th esized   f r o m   t h e  b in a r y   t est  s et  o n   th e  ex ter n al  in p u ts   an d   n u m b er e d   N - lin es  o f   th e   cir cu it  to   o b tain   a   v ec to r   o f   d etec ted   f au lts   o n   th e  N - lin es  o f   th e  cir cu it  b y   c o n s tr u ctin g   a  m atr ix   o f   d ed u ctiv e  v ec to r s   b ased   o n   th e  m - n u m b er   o f   f u n ctio n al  el em en ts   o f   th e  cir c u it,  b ased   o n   lo g ical  v ec to r s   an d   b i n ar y   s ets  o n   th e  in p u ts   o f   th e  elem en ts ,   af ter   wh ich   ea ch   o u tp u t  o f   th e  cir cu it  e lem en t  is   s im u lated   b y   s eq u en tial  p r o ce s s in g   co m b in atio n   o f   th e  lin es  o f   t h e  s im u latio n   m atr ix   at  th e   in p u ts   o f   th e   elem en t  as  a d d r ess e s   o f   th e   ce lls   o f   t h e  co r r esp o n d in g   d e d u ctiv e  v ec t o r s ,   af ter   wh ich   th e  d is ju n ctio n   o p er atio n   is   p er f o r m ed   o n   th o s e  lin es  o f   th e   s im u latio n   m atr ix   th at  b elo n g   to   t h e  ex te r n al  i n ter f ac e   o u t p u ts   o f   th e   cir cu it,   in   o r d er   t o   o b tain   a n   in te g r al    ∨ − v ec to r   o f   th e  s im u latio n ,   th e  1 - co o r d in ates  o f   wh ich   ar e  s u p p lem en ted   b y   th e  in v er s e  v al u es  o f   th e  lin es   o f   th e  v ec to r   o f   t h e  g o o d   s im u latio n   to   o b tain   t h e  v ec to r   o f   th e  d etec ted   f au lts   o n   th e  in p u t  b in ar y   s et .   T h ese  ca n   b e  s ee n   in   Fig u r e  1 1 .           Fig u r e  1 0 .   C ir cu it f o r   s im u lati o n   o f   f au lts     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.