摘要。目前,制造可靠的无人机(无人机)是科学和技术的一项重要任务,因为此类设备在数字经济和现代生活中有很多用例,所以我们需要确保它们的可靠性。在本文中,我们建议用低成本组件组装四轴飞行器以获得硬件原型,并使用现有的开源软件解决方案开发具有高可靠性要求的飞行控制器软件解决方案,该解决方案将满足航空电子软件标准。我们将结果用作教学课程“操作系统组件”和“软件验证”的模型。在研究中,我们分析了四轴飞行器及其飞行控制器的结构,并提出了一种自组装解决方案。我们将 Ardupilot 描述为无人机的开源软件、适当的 APM 控制器和 PID 控制方法。当今航空电子飞行控制器可靠软件的标准是实时分区操作系统,该系统能够以预期的速度响应来自设备的事件,并在隔离分区之间共享处理器时间和内存。此类操作系统的一个很好的例子是开源 POK(分区操作内核)。在其存储库中,它包含一个四轴飞行器系统的示例设计,使用 AADL 语言对其硬件和软件进行建模。我们将这种技术与模型驱动工程应用于在真实硬件上运行的演示系统,该系统包含一个以 PID 控制作为分区过程的飞行管理过程。使用分区操作系统将飞行系统软件的可靠性提升到了一个新的水平。为了提高控制逻辑的正确性,我们建议使用形式验证方法。我们还提供了使用演绎方法在代码级别以及使用微分动态逻辑在信息物理系统级别验证属性的示例,以证明稳定性。
作为一种新的编程范式,基于神经网络的机器学习已将其应用扩展到许多现实世界中的问题。由于神经网络的黑盒性质,验证和解释其行为变得越来越重要,尤其是当它们部署在安全至关重要的应用中时。现有的验证工作主要集中于定性验证,该验证询问是否存在针对神经网络的输入(指定区域),以便违反财产(例如,局部鲁棒性)。但是,在许多实际应用中,几乎可以肯定存在这样的(对抗性)输入,这使得定性答案降低了有意义。在这项工作中,我们研究了一个更有趣,更具挑战性的问题,即对神经网络的定量验证,该验证询问财产经常得到满足或侵犯财产的频率。我们针对二进制神经网络(BNNS),一般神经网络的1位量化。BNN最近在深度学习中引起了越来越多的关注,因为它们可以大幅度地减少记忆存储和执行时间,而智力操作在求助方案中至关重要,例如,嵌入式设备用于物联网的嵌入式设备。朝着对BNNS的定量验证,我们提出了一种新型算法方法,用于将BNN作为二进制决策图(BDDS),这是一种在形式验证和知识表示中广泛研究的模型。通过利用BNN的内部结构,我们的编码将BNN中块的输入输出关系转化为基数约束,然后由BDD编码。基于新的BDD编码,我们为BNN开发了一个定量验证框架,可以在其中对BNN进行精确和全面的分析。为了提高BDD编码的可扩展性,我们还研究了各个级别的并行化策略。我们通过为BNN提供定量鲁棒性验证和解释性来证明我们的框架的应用。广泛的实验评估证实了我们方法的有效性和效率。
摘要。目前,制造可靠的无人机(无人机)是科学和技术的一项重要任务,因为此类设备在数字经济和现代生活中有很多用例,所以我们需要确保它们的可靠性。在本文中,我们建议用低成本组件组装四轴飞行器以获得硬件原型,并使用现有的开源软件解决方案开发具有高可靠性要求的飞行控制器软件解决方案,该解决方案将满足航空电子软件标准。我们将结果用作教学课程“操作系统组件”和“软件验证”的模型。在研究中,我们分析了四轴飞行器及其飞行控制器的结构,并提出了一种自组装解决方案。我们将 Ardupilot 描述为无人机的开源软件、适当的 APM 控制器和 PID 控制方法。当今航空电子飞行控制器可靠软件的标准是实时分区操作系统,该系统能够以预期的速度响应来自设备的事件,并在隔离分区之间共享处理器时间和内存。此类操作系统的一个很好的例子是开源 POK(分区操作内核)。在其存储库中,它包含一个四轴飞行器系统的示例设计,使用 AADL 语言对其硬件和软件进行建模。我们将这种技术与模型驱动工程应用于在真实硬件上运行的演示系统,该系统包含一个以 PID 控制作为分区过程的飞行管理过程。使用分区操作系统将飞行系统软件的可靠性提升到了一个新的水平。为了提高控制逻辑的正确性,我们建议使用形式验证方法。我们还提供了使用演绎方法在代码级别以及使用微分动态逻辑在信息物理系统级别验证属性的示例,以证明稳定性。
当今集成电路 (IC) 供应链的全球化带来了许多硬件安全问题。其中一个主要问题是硬件木马 (HT) 被纳入部署在安全关键和任务关键型系统中的 IC [1], [2]。HT 是对 IC 的故意恶意修改,旨在泄露有价值的数据、降低性能或导致完全故障,即拒绝服务。HT 可以在不同阶段插入片上系统 (SoC),例如由不受信任的 EDA 工具提供商、不受信任的 IP 供应商、插入测试访问机制的不受信任的 SoC 集成商或不受信任的代工厂插入。从攻击者的角度来看,目标是设计一个可以逃避光学逆向工程的最小占用空间 HT,以及在罕见条件下激活并隐藏在工艺变化范围内的隐身 HT,从而逃避通过传统制造测试检测。 HT 设计由两部分组成,即触发器和有效载荷机制。可能的 HT 种类繁多,从简单到非常复杂的攻击模式不等。最简单的 HT 是组合电路,用于监控一组节点,在罕见节点条件同时发生时生成触发器,随后,一旦触发器被激活,有效载荷就会翻转另一个节点的值。更复杂的 HT 包括硅磨损机制 [3]、隐藏侧通道 [4]、改变晶体管有源区域中的掺杂剂极性 [5]、从受害线路中抽取电荷 [6] 等。从防御者的角度来看,根据插入 HT 的阶段,有几种途径可以提供针对 HT 的弹性。对策可以分为硅前和硅后 HT 检测和信任设计 (DfTr) 技术。硅前 HT 检测技术包括功能验证和形式验证。硅片后 HT 检测技术包括光学逆向工程、旨在通过应用测试向量来揭示 HT 的功能测试,以及旨在通过 HT 对参数测量(即延迟、功率、温度等)的影响来揭示 HT 的统计指纹识别。DfTr 技术包括
● VLSI 电路和设计:ASIC 和 FPGA 设计、微处理器/微架构、嵌入式处理器、高速/低功耗电路、模拟/数字/混合信号系统、NoC、SoC、物联网、互连、存储器、仿生和神经形态电路和系统、BioMEM、片上实验室、生物传感器、生物和生物医学系统的 CAD 工具、植入式和可穿戴设备、VLSI 设计和优化的机器学习●物联网和智能系统:物联网和智能系统的电路、计算、处理和设计,如智慧城市、智能医疗、智能交通、智能电网等;信息物理系统、边缘计算、物联网机器学习、TinyML。 ● 计算机辅助设计 (CAD):硬件/软件协同设计、高级综合、逻辑综合、仿真和形式验证、布局、可制造设计、算法和复杂性分析、物理设计(布局、布线、CTS)、静态时序分析、信号和电源完整性、CAD 和 EDA 设计的机器学习。● 测试、可靠性、容错:数字/模拟/混合信号测试、可靠性、稳健性、静态/动态缺陷和故障可恢复性、变化感知设计、学习辅助测试。● 新兴计算和后 CMOS 技术:纳米技术、量子计算、近似和随机计算、传感器和传感器网络、后 CMOS VLSI。● 硬件安全:可信 IC、IP 保护、硬件安全原语、逆向工程、硬件木马、侧信道分析、CPS/IoT 安全、硬件安全的机器学习。 ● 机器学习和人工智能的 VLSI:机器学习的硬件加速器、深度学习的新架构、脑启发计算、大数据计算、强化学习、物联网 (IoT) 设备的云计算。微电子系统教育研讨会:为期一天的联合研讨会将涵盖以下主题:使用 ASIC、FPGA、多核、GPU、TPU 等各种技术的教学创新、包括新课程和实验室在内的教育技术、评估方法、远程学习、教科书和设计项目、行业和学术合作计划和教学。
1. Anita Buckley、Pavel Chuprikov、Rodrigo Otoni、Robert Soulé、Robert Rand 和 Patrick Eugster (2024)。用于指定量子网络的代数语言。编程语言设计和实现 (PLDI)。2. Anita Buckley、Pavel Chuprikov、Rodrigo Otoni、Robert Rand、Robert Soulé 和 Patrick Eugster (2023)。面向量子网络的代数规范。量子网络和分布式量子计算 (QuNet)。3. Yuxiang Peng、Kesha Hietala、Runzhou Tao、Liyi Li、Robert Rand、Michael Hicks 和 Xiaodi Wu (2023)。Shor 分解算法的正式认证端到端实现。美国国家科学院院刊 (PNAS)。 4. Finn Voichick、Liyi Li、Robert Rand 和 Michael Hicks (2023)。Qunity:一种用于量子和经典计算的统一语言。编程语言原理 (POPL)。5. Giovanni De Micheli、Jie-Hong R. Jiang、Robert Rand、Kaitlin Smith 和 Mathias Soeken (2022)。量子计算和量子技术的进展:设计自动化视角。IEEE 电路与系统新兴和精选主题杂志。6. Kartik Singhal、Kesha Hietala、Sarah Marshall 和 Robert Rand (2022)。Q# 作为量子算法语言。量子物理与逻辑 (QPL)。7. Kesha Hietala、Robert Rand、Shih-Han Hung、Liyi Li 和 Michael Hicks (2021)。证明量子程序正确。交互式定理证明 (ITP)。8. Kesha Hietala、Robert Rand、Shih-Han Hung、Xiaodi Wu 和 Michael Hicks (2021)。量子电路的经过验证的优化器。编程语言原理 (POPL)。9. Robert Rand、Aarthi Sundaram、Kartik Singhal 和 Brad Lackey (2020)。量子程序的 Gottesman 类型。量子物理和逻辑 (QPL)。10. Robert Rand、Kesha Hietala 和 Michael Hicks (2019)。形式验证与量子不确定性。编程语言进步峰会 (SNAPL)。11. Robert Rand、Jennifer Paykin、Dong-Ho Lee 和 Steve Zdancewic (2018)。ReQWIRE:关于可逆量子电路的推理。量子物理和逻辑 (QPL)。 12. Jennifer Paykin、Robert Rand 和 Steve Zdancewic (2017)。QWIRE:量子电路的核心语言。编程语言原理 (POPL)。13. Robert Rand、Jennifer Paykin 和 Steve Zdancewic (2017)。QWIRE 实践:Coq 中量子电路的形式化验证。量子物理与逻辑 (QPL)。
研究降低不同年龄段青年运动员受伤风险水平的方法; 提出建议,以实施基于证据的最佳实践,以最大程度地减少青年运动员的伤害风险。现行法律:青年体育计划必须提供有关脑震荡,头部受伤和由马里兰州州教育部(MSDE)开发的脑震荡,头部受伤和突然心脏骤停的信息,向教练,青年运动员以及青年运动员的父母或监护人。需要一项青年体育计划的教练来查看信息。一名涉嫌在练习或比赛中遭受脑震荡或其他头部受伤的青年运动员或学生运动员必须在当时的比赛中删除,并且直到青年运动员从接受评估和脑震荡的评估和管理培训的有执照的卫生保健提供者的书面许可之前,才可能会重返比赛。每所学校必须使用毕业的回报来播放公立学校和青年体育计划脑震荡计划中制定的协议。寻求使用学校设施的青年体育计划必须以书面形式验证他们已将脑震荡信息分发给家长或监护人,并获得了可验证的收据确认。每个青年体育计划每年都必须向当地学校系统确认其遵守脑震荡信息程序。使用公立学校设施的青年体育计划每年必须向当地董事会或董事会代理商提供意图符合其所有运动活动的意图,并具有突然的心脏骤停意识要求。MSDE必须制定政策并实施一项计划,以与MDH,每个地方教育委员会以及其他指定的实体合作,对教练,学校人员,学生以及学生的父母或学生的父母或监护人,act:紧急心脏骤停的性质和警告迹象,包括糊状,困难,胸部,胸部,胸部痛苦,胸部,心脏,dieks,dieks,dieks,diake and diake and Abnormental and Abnormenal carters and Abnormenal carters and Abnormal; 在经历突然心脏骤停的症状后,与继续玩耍或练习有关的风险。在个人参加学校财产的授权体育活动之前,地方教育委员会必须提供,或要求第三方提供(1)关于个人突然心脏骤停的信息,如果适用,则为个人的父母或监护人,以及(2)通知该信息,以确认个人对个人的接收,如果适用,则适用于个人的父母或个人的监护人。一项不使用公立学校设施的青年体育计划遵循这些准则。