【摘要】： 星載計算機設(shè)備運行于外層太空中,容易受到空間強輻照射線對電子設(shè)備產(chǎn)生的各種效應(yīng)影響,產(chǎn)生各種軟硬件故障,因此需要運用容錯技術(shù)手段來保證其對可靠性的高度要求。容錯技術(shù)是提高可靠性、保證系統(tǒng)能夠全天候工作的關(guān)鍵技術(shù)。使用了容錯技術(shù)的星載計算機系統(tǒng)在發(fā)生硬件故障或軟件錯誤的情況下仍然能夠正確執(zhí)行指定的任務(wù)。 本文設(shè)計了一種新型的星載多機并行系統(tǒng),并對其進(jìn)行了原型機的實現(xiàn)。該星載多機并行系統(tǒng)采用分布式的多節(jié)點并行體系結(jié)構(gòu),具有良好的重構(gòu)能力和一定的通用性。配合該結(jié)構(gòu),設(shè)計了基于層次式容錯故障檢測恢復(fù)機制的多種容錯策略,可以對單粒子效應(yīng)等由空間惡劣環(huán)境引起的故障進(jìn)行容錯處理,有效地提高了系統(tǒng)的可靠性。 本文的主要工作和創(chuàng)新點如下： ①設(shè)計了一種動態(tài)主從式的多節(jié)點并行星載計算機體系結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的特點是不含專門的集中式管控部件,所有系統(tǒng)的管理控制功能可由分布式的各節(jié)點共同制定策略實現(xiàn)。 ②在該體系結(jié)構(gòu)中,提出了后備主節(jié)點的概念,用來負(fù)責(zé)監(jiān)控主節(jié)點的狀態(tài),同時在主節(jié)點失效時接替主節(jié)點的工作,增強了系統(tǒng)的可靠性和容錯恢復(fù)的實時性；提出了全局狀態(tài)信息表的概念以及其在多機并行體系下的存儲訪問方式；設(shè)計了多機并行體系下的節(jié)點間故障監(jiān)控通信的概念和類型。 ③通過故障模式影響分析(FMEA)對星載多機并行系統(tǒng)的故障發(fā)生情況和類型進(jìn)行了系統(tǒng)的分析歸納,在此基礎(chǔ)上針對性地設(shè)計了一套層次式的容錯故障檢測恢復(fù)機制,并圍繞該機制進(jìn)行了各種容錯恢復(fù)策略的研究性工作。 ④在VxWorks開發(fā)平臺對星載多機并行系統(tǒng)進(jìn)行了原型系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。通過平臺模擬器模擬了其底層的硬件體系結(jié)構(gòu)和基本運行機制,在此基礎(chǔ)上開發(fā)實現(xiàn)了各種容錯恢復(fù)策略程序。 ⑤利用隨機Petri網(wǎng)(SPN)分析工具對星載多機并行系統(tǒng)進(jìn)行了建模及性能分析。
【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】：2010
【分類號】：TP302.8

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