【摘要】： 近些年來,衛(wèi)星功能的復(fù)雜化對于星載計算機(jī)的性能和可靠性提出了更高的要求。當(dāng)傳統(tǒng)的采用抗輻照芯片設(shè)計星載計算機(jī)已經(jīng)不能滿足該需求時,商用現(xiàn)貨(COTS,Commercial Off The Shelf)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)利用工業(yè)級或商業(yè)級芯片代替抗輻照芯片進(jìn)行星載計算機(jī)的設(shè)計,它具有高性能、低功耗、低成本、體積小等優(yōu)勢。但是復(fù)雜的太空環(huán)境,對于基于COTS器件尤其是商用處理器的星載計算機(jī)的可靠性是一個嚴(yán)峻考驗。本文從處理器可靠性加固技術(shù)和多機(jī)并行計算機(jī)系統(tǒng)容錯策略兩個層次分別對提高基于COTS技術(shù)的星載計算機(jī)容錯能力進(jìn)行研究。 在處理器內(nèi)部存在著大量的特殊寄存器,負(fù)責(zé)處理器甚至計算機(jī)系統(tǒng)其它功能部件的配置、控制和狀態(tài)表示等功能。太空環(huán)境中的電子器件容錯發(fā)生單粒子效應(yīng),同理寄存器內(nèi)容會受到影響發(fā)生意外改變。本文通過模擬單粒子翻轉(zhuǎn),對特殊寄存器進(jìn)行寄存器故障效應(yīng)實驗,將注入故障后導(dǎo)致處理器出現(xiàn)嚴(yán)重后果的寄存器定義為關(guān)鍵寄存器。然后提出一種基于動態(tài)遷移技術(shù)的寄存器保護(hù)方法,在不改變寄存器規(guī)模的前提下,對寄存器進(jìn)行管理,用暫時空閑的寄存器為關(guān)鍵寄存器進(jìn)行備份保護(hù)。 通過寄存器故障效應(yīng)發(fā)現(xiàn),寄存器注入故障后,經(jīng)常會觸發(fā)異常。通過對較為普遍的非法指令異常進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)原始的非法指令異常處理過程最后會重啟處理器,導(dǎo)致程序復(fù)算不可行。為了降低重啟帶來的巨大開銷,本文提出一種基于卷回機(jī)制的非法指令異�；謴�(fù)技術(shù),利用檢查點技術(shù)在出現(xiàn)該類異常時卷回到最近的檢查點重新執(zhí)行,從而降低異常處理代價。 本文還從處理器陣列層次對基于COTS技術(shù)的多機(jī)并行計算機(jī)的容錯策略進(jìn)行了研究。通過構(gòu)建多機(jī)并行計算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),對多機(jī)系統(tǒng)容錯調(diào)度策略進(jìn)行研究,從多機(jī)系統(tǒng)底層的通信機(jī)制到上層的容錯調(diào)度策略對兩種系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。
【圖文】：

指故障發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)的策檢發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)可能只涉多個容錯層次。方法：包括工作形式(2 倍或更多倍)，，冗余件異構(gòu)是行之有效的容測和修復(fù)可以實施不也可以針對底層硬件錯功能模塊處理的故構(gòu)建一個容錯層次模，層次模型如圖 2.2 所

)4)=R6-6R5+14R4-16R3布式容錯策略時，系統(tǒng)R4-6R2機(jī)應(yīng)用下分布式多機(jī)容錯合式容錯策略時，系統(tǒng)(t))=R10-10R9-44R8+11
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：V446;TP332

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2651968