【摘要】： 隨著嵌入式系統(tǒng)硬件性能的不斷提高和軟件功能的日益豐富,系統(tǒng)固有復雜度已經成為提高嵌入式系統(tǒng)可靠性的主要瓶頸。傳統(tǒng)的嵌入式軟件平臺都是單操作系統(tǒng)方案,電子裝設備可靠性依賴于所選擇的操作系統(tǒng)、應用軟件以及硬件平臺的可靠性。傳統(tǒng)的提高電子裝設備可靠性的方法主要有兩個:一是通過采用高可靠性實時操作系統(tǒng)和科學設計、嚴格測試提高應用系統(tǒng)的可靠性;二是采取硬件多余度設計,通過硬件冗余提高電子裝設備可靠性。在普通的應用領域上述方法基本上足以解決可靠性問題,但在軍事裝備領域特別是可靠性要求極高的航空航天等關鍵領域,隨著系統(tǒng)復雜度的不斷提高,無論底層操作系統(tǒng)還是之上的應用軟件都無法100%的保證系統(tǒng)的可靠性,潛在的BUG并不總是能發(fā)現(xiàn),火星探測器“火星全球勘察者”號的故障就是一個明證。而硬件冗余的方法在一方面通過概率學原理提高可靠性的同時也不可避免的提高了硬件系統(tǒng)的復雜性,同時硬件冗余的方法在一些對空間和重量有嚴格要求的系統(tǒng)中應用會受到限制。以L4為代表的第二代微內核技術和虛擬化技術的發(fā)展和成熟為解決嵌入式系統(tǒng)可靠性問題帶來了新的解決方案。充分利用富余的硬件計算和存儲資源,通過資源分區(qū)、硬件抽象和高效的底層IPC,基于L4微內核的虛擬化技術通過操作系統(tǒng)級冗余,在不增加硬件代價的前提下為大幅度提高系統(tǒng)可靠性提供了技術可能。本文就基于L4微內核虛擬化技術提高系統(tǒng)可靠性,通過軍事航空電子裝備領域的電子對抗系統(tǒng)個案的模擬實現(xiàn)進行研究和探討。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP368.1
【圖文】：

圖2一1嵌入式體系結構嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、嵌入式外圍設備、嵌入式操作系統(tǒng)及應用軟件系統(tǒng)等組成，如圖2一1所示。從功能角度嵌入式系統(tǒng)是可獨立工作的“器件”。嵌入式系統(tǒng)一般具有以下幾個特點:軟硬件可裁減。與通用計算機系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)的軟硬件模塊都要根據(jù)具體應用進行裁減，在保證系統(tǒng)功能性的同時盡量使其小型化以適應系統(tǒng)可靠性、經濟性要求�？煽啃砸蟾摺Ｔ趷毫迎h(huán)境、連續(xù)長時間工作、甚至部分模塊故障、突然斷電等特殊情況下，要求嵌入式系統(tǒng)仍然能夠正常工作。強調實時性。在涉及工業(yè)控制、網絡通信、信息家電、音視頻處理等嵌入式應用領域，對嵌入式系統(tǒng)具有較高的實時處理能力要求，特別是

嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視、或者輔助設備、機器和車間運行的裝置”閉。一般具有軟件代碼小、高度自動化、響應速度快，可靠性要求高等特點。圖2一1嵌入式體系結構嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、嵌入式外圍設備、嵌入式操作系統(tǒng)及應用軟件系統(tǒng)等組成，如圖2一1所示。從功能角度嵌入式系統(tǒng)是可獨立工作的“器件”。嵌入式系統(tǒng)一般具有以下幾個特點:軟硬件可裁減。與通用計算機系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)的軟硬件模塊都要根據(jù)具體應用進行裁減，在保證系統(tǒng)功能性的同時盡量使其小型化以適應系統(tǒng)可靠性、經濟性要求。可靠性要求高。在惡劣環(huán)境、連續(xù)長時間工作、甚至部分模塊故障、突然斷電等特殊情況下，要求嵌入式系統(tǒng)仍然能夠正常工作。強調實時性。在涉及工業(yè)控制、網絡通信、信息家電、音視頻處理等嵌入式應用領域，對嵌入式系統(tǒng)具有較高的實時處理能力要求，特別是

Linux版本之間難于移植的問題，為此RTAI定義了一個實時硬件抽象層，實時任務通過這個抽象層提供的接口和Linux系統(tǒng)進行交互，這樣在給Linux內核中增加實時支持時可以盡可能少地修改LinuX的內核源代碼工’(j]。圖2一4所示為RTAI系統(tǒng)結構。圖2一 4RTAI系統(tǒng)結構2.3.2虛擬化技術虛擬化技術通過提供一個類似真實硬件環(huán)境，供可執(zhí)行程序或操作系統(tǒng)運行，計算元件在虛擬的環(huán)境上而不是真實的環(huán)境上運行。對應的虛擬運行環(huán)境我們稱之為虛擬機，虛擬機是有效的、隔離的真實硬件環(huán)境的一個副本。

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本文編號：2752922