【摘要】： 星載計算機設備運行于外層太空中,容易受到空間強輻照射線對電子設備產(chǎn)生的各種效應影響,產(chǎn)生各種軟硬件故障,因此需要運用容錯技術手段來保證其對可靠性的高度要求。容錯技術是提高可靠性、保證系統(tǒng)能夠全天候工作的關鍵技術。使用了容錯技術的星載計算機系統(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。 本文設計了一種新型的星載多機并行系統(tǒng),并對其進行了原型機的實現(xiàn)。該星載多機并行系統(tǒng)采用分布式的多節(jié)點并行體系結構,具有良好的重構能力和一定的通用性。配合該結構,設計了基于層次式容錯故障檢測恢復機制的多種容錯策略,可以對單粒子效應等由空間惡劣環(huán)境引起的故障進行容錯處理,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構。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在該體系結構中,提出了后備主節(jié)點的概念,用來負責監(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)生情況和類型進行了系統(tǒng)的分析歸納,在此基礎上針對性地設計了一套層次式的容錯故障檢測恢復機制,并圍繞該機制進行了各種容錯恢復策略的研究性工作。 ④在VxWorks開發(fā)平臺對星載多機并行系統(tǒng)進行了原型系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。通過平臺模擬器模擬了其底層的硬件體系結構和基本運行機制,在此基礎上開發(fā)實現(xiàn)了各種容錯恢復策略程序。 ⑤利用隨機Petri網(wǎng)(SPN)分析工具對星載多機并行系統(tǒng)進行了建模及性能分析。
【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TP302.8

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本文編號：2800238