摘要 — 如今,深度神经网络广泛应用于医疗保健、自动驾驶汽车和军事等对人类生活有直接影响的关键任务系统。然而,深度神经网络的黑箱性质对其在关键任务应用中的使用提出了挑战,引发了道德和司法问题,导致缺乏信任。可解释人工智能 (XAI) 是人工智能 (AI) 的一个领域,它推广一套工具、技术和算法,可以生成高质量、可解释、直观、人类可理解的 AI 决策解释。除了提供深度学习中当前 XAI 格局的整体视图外,本文还提供了开创性工作的数学摘要。我们首先提出一个分类法,并根据 XAI 技术的解释范围、算法背后的方法论以及解释级别或用途对其进行分类,这有助于构建可信、可解释和不言自明的深度学习模型。然后,我们描述 XAI 研究中使用的主要原理,并介绍 2007 年至 2020 年 XAI 里程碑式研究的历史时间表。在详细解释每类算法和方法之后,我们将评估八种 XAI 算法在图像数据上生成的解释图,讨论这种方法的局限性,并提供改进 XAI 评估的潜在未来方向。
FPGA(现场可编程门阵列)广泛应用于工业的各个领域。FPGA 可用于执行对安全至关重要且需要高可靠性的功能,例如汽车、飞机控制和辅助以及航空航天工业中的关键任务应用。凭借这些优点,FPGA 在核电站仪表和控制 (I&C) 系统中的应用,尤其是反应堆保护系统 (RPS),受到全世界越来越多的关注。原因包括传统的模拟电子技术已经过时。新反应堆的 I&C 系统已设计为采用数字设备,例如 PLC(可编程逻辑控制器)和 DCS(分布式控制系统)。但是,基于微处理器的系统可能由于其复杂的特性而无法简单地满足要求。例如,微处理器内核一次执行一条指令,并且需要操作系统来管理程序的执行。反过来,FPGA 可以在没有操作系统的情况下运行,并且设计架构本质上是并行的。在本文中,我们旨在评估基于 FPGA 的解决方案的这些和其他优势以及局限性,同时考虑到在核电站 I&C 系统中使用 FPGA 的设计指南和规定。我们还将研究 FPGA 中的一些电路设计技术,以帮助减轻故障并提供冗余。目标是展示基于 FPGA 的系统如何为现代化项目中的 I&C 系统和 RMB(巴西多用途反应堆)提供具有成本效益的选择,确保安全可靠的运行,满足分离、冗余和多样性等许可要求。
FPGA(现场可编程门阵列)广泛应用于工业的各个领域。FPGA 可用于执行对安全至关重要且需要高可靠性的功能,例如汽车、飞机控制和辅助以及航空航天工业中的关键任务应用。凭借这些优点,FPGA 在核电站仪表和控制 (I&C) 系统中的应用,尤其是反应堆保护系统 (RPS),受到全世界越来越多的关注。原因包括传统的模拟电子技术已经过时。新反应堆的 I&C 系统已设计为采用数字设备,例如 PLC(可编程逻辑控制器)和 DCS(分布式控制系统)。但是,基于微处理器的系统可能由于其复杂的特性而无法简单地满足要求。例如,微处理器内核一次执行一条指令,并且需要操作系统来管理程序的执行。反过来,FPGA 可以在没有操作系统的情况下运行,并且设计架构本质上是并行的。在本文中,我们旨在评估基于 FPGA 的解决方案的这些和其他优势以及局限性,同时考虑到在核电站 I&C 系统中使用 FPGA 的设计指南和规定。我们还将研究 FPGA 中的一些电路设计技术,以帮助减轻故障并提供冗余。目标是展示基于 FPGA 的系统如何为现代化项目中的 I&C 系统和 RMB(巴西多用途反应堆)提供具有成本效益的选择,确保安全可靠的运行,满足分离、冗余和多样性等许可要求。
FPGA(现场可编程门阵列)广泛应用于工业的各个领域。FPGA 可用于执行安全关键且需要高可靠性的功能,例如汽车、飞机控制和辅助以及航空航天工业中的关键任务应用。凭借这些优点,FPGA 在核电站仪表和控制 (I&C) 系统中的应用越来越受到全世界的关注,主要用于反应堆保护系统 (RPS)。原因包括传统的模拟电子技术已经过时。新反应堆的 I&C 系统已设计为采用 PLC(可编程逻辑控制器)和 DCS(分布式控制系统)等数字设备。但是基于微处理器的系统可能由于其复杂的特性而无法简单地满足要求。例如,微处理器内核一次执行一条指令,并且需要一个操作系统来管理程序的执行。反过来,FPGA 可以在没有操作系统的情况下运行,并且设计架构本质上是并行的。在本文中,我们旨在评估基于 FPGA 的解决方案的这些和其他优势以及局限性,同时考虑到在核电站 I&C 系统中使用 FPGA 的设计指南和规定。我们还将研究 FPGA 中的一些电路设计技术,以帮助减轻故障并提供冗余。目标是展示基于 FPGA 的系统如何为现代化项目中的 I&C 系统和 RMB(巴西多用途反应堆)提供具有成本效益的选择,确保安全可靠的运行,满足分离、冗余和多样性等许可要求。
FPGA(现场可编程门阵列)广泛应用于工业的各个领域。FPGA 可用于执行对安全至关重要且需要高可靠性的功能,例如汽车、飞机控制和辅助以及航空航天工业中的关键任务应用。凭借这些优点,FPGA 在核电站仪表和控制 (I&C) 系统中的应用,尤其是反应堆保护系统 (RPS),受到全世界越来越多的关注。原因包括传统的模拟电子技术已经过时。新反应堆的 I&C 系统已设计为采用数字设备,例如 PLC(可编程逻辑控制器)和 DCS(分布式控制系统)。但是,基于微处理器的系统可能由于其复杂的特性而无法简单地满足要求。例如,微处理器内核一次执行一条指令,并且需要操作系统来管理程序的执行。反过来,FPGA 可以在没有操作系统的情况下运行,并且设计架构本质上是并行的。在本文中,我们旨在评估基于 FPGA 的解决方案的这些和其他优势以及局限性,同时考虑到在核电站 I&C 系统中使用 FPGA 的设计指南和规定。我们还将研究 FPGA 中的一些电路设计技术,以帮助减轻故障并提供冗余。目标是展示基于 FPGA 的系统如何为现代化项目中的 I&C 系统和 RMB(巴西多用途反应堆)提供具有成本效益的选择,确保安全可靠的运行,满足分离、冗余和多样性等许可要求。
书 (2) [L2] N. Battezzati、L. Sterpone、M. Violante,“可重构现场可编程门阵列在关键任务应用中的应用”,Springer,第 1 版,2010 年,220 页,ISBN: 978-1-4419-7594-2。DOI: 10.1007/978-1-4419-7595-9 [L1] L. Sterpone,“电子系统设计技术在安全关键应用的应用”,2008 年,Springer,第 26 卷,伦敦 (UK),ISBN 978-1-4020-8978-7。自 2009 年 1 月 14 日起归类为 ISI。发表在以下大学的图书馆:苏黎世联邦理工学院、斯坦福大学、柏林工业大学、代尔夫特理工大学。书籍章节(3) [CL3] M. Sonza Reorda、L. Sterpone、M. Violante,“瞬态故障检测和补偿的先进技术”,已接受在 IGI Global 书籍“可靠嵌入式系统的设计和测试技术”上出版,2010 年。 [CL2] Sterpone,L.,Collino,F.,Camussi,G.,Loconsole,C.,“MicroRNA 阵列的分析和聚类:一种高效可靠的新计算方法”,2011 年,实验医学和生物学进展,696,第 679-688 页。,ISBN:978-1-4419-7045-9。 DOI: 10.1007/978-1-4419-7046-6_69 [CL1] L. Sterpone,“FPGA PAL 设计工具”,Wiley 计算机科学与工程百科全书,2008 年,第 1316 – 1326 页,ISBN:9780470050132 国际期刊 (54):[J54] Bozzoli L.、Sterpone, L.. 一种针对可重构 SRAM FPGA 的优化帧驱动路由算法。获得 IEEE ACCESS 认可
可靠性 (R) 11 可维护性 (M) 17 可测试性 (T) 20 • 定制 R&M 任务要求 23 R&M 任务应用/优先级 25 制定合同数据要求列表 26 • 指定要包含在提案中的信息 28 评估承包商提案 31 指定零件应力降额 37 确定常见冷却技术的局限性 44 了解基本零件控制 46 确定设计评审中评估的关键 R&M&T 主题 55 评估承包商管理关键项目的方法 62 了解与休眠条件相关的设计问题 63 了解基本的 SMT 设计问题 66 评估电源可靠性 67 确定零件故障模式和机制 69 评估光纤可靠性 73 了解 R&M&T 分析类型和目的 77 了解可靠性预测方法 80 了解可维护性预测方法 81理解可测试性分析方法 84 评估可靠性预测报告 85 评估现有可靠性数据 86 评估可维护性/可测试性分析报告 87 评估故障模式、影响和危害性分析报告 88 估算冗余配置的可靠性 89 执行快速(零件计数)可靠性预测 92 调整不同条件下的可靠性数据 105 • 预测 SMT 设计的可靠性 108 理解有限元分析应用 113 估计常用冷却技术的 IC 结温 115 理解潜伏电路分析应用 119