航天技術(shù)給人類文明的進(jìn)步帶來了巨大的影響。星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是航天器的一個(gè)重要組成部分,它的軟件和硬件都要求具有高度的實(shí)時(shí)性和可靠性。本文設(shè)計(jì)的并行容錯(cuò)星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)基于COTS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的四CPU并行星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以RTEMS和SPARC V8架構(gòu)的處理器為軟硬件平臺(tái),具有基于消息傳遞的并行計(jì)算、狀態(tài)監(jiān)控與自主切換、數(shù)據(jù)交換與分發(fā)、軟件重注入等功能。 本文對(duì)星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)容錯(cuò)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,詳細(xì)設(shè)計(jì)、分析了并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的容錯(cuò)結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上,制定了容錯(cuò)策略,實(shí)現(xiàn)了一些有特色、實(shí)用性強(qiáng)的容錯(cuò)技術(shù),如節(jié)點(diǎn)失效處理、I/O失效處理、軟件重注入、能源限制主動(dòng)降級(jí)等。結(jié)合系統(tǒng)容錯(cuò)結(jié)構(gòu)和策略,使用組合模型方法對(duì)三種公開的典型并行容錯(cuò)星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性建模分析和對(duì)比。最后,通過對(duì)分布式并行容錯(cuò)星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的一些問題的總結(jié)與分析,提出了下一步工作的展望。
【學(xué)位單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TP338.6
【部分圖文】：

圖 1.2 神舟飛船有效載荷管理系統(tǒng)1.2.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可信性隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，已經(jīng)滲透到了社會(huì)生活的各個(gè)方面。不僅許多高技術(shù)領(lǐng)域如噴氣式客機(jī)的控制、電站的控制等離不開計(jì)算機(jī)，人們的日常生活也離不開計(jì)算機(jī)，如銀行自動(dòng)取款機(jī)、程控電話交換機(jī)等于是，人們不得不考慮一個(gè)問題：計(jì)算機(jī)是否值得信賴呢？讓我們先看下面幾個(gè)例子：1979 年，新西蘭航空公司的一架客機(jī)因?yàn)樽詣?dòng)飛行系統(tǒng)發(fā)生故障而撞到山上，機(jī)上 200 多名乘客罹難；美國向火星發(fā)射的的火星一號(hào)探測(cè)器由于由于計(jì)算

圖 2.2 防止失效的基本技術(shù)圖 2.2 表明了故障原因、故障、差錯(cuò)、失效之間的因果關(guān)系，同時(shí)指出了排障屏蔽與系統(tǒng)重構(gòu)三種提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可信度的主要技術(shù)[2]。排錯(cuò)技術(shù)是設(shè)法消除故障產(chǎn)生的原因，包括設(shè)計(jì)審核、元器件篩選、測(cè)對(duì)外部干擾的屏蔽等。故障屏蔽技術(shù)（Fault Masking）是防止系統(tǒng)中的故障統(tǒng)出現(xiàn)差錯(cuò)的技術(shù)，也被稱為靜態(tài)冗余技術(shù)。故障屏蔽技術(shù)是把系統(tǒng)中所故障“隱藏”起來以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的容錯(cuò)，原理為切斷“故障→差錯(cuò)”的因果統(tǒng)重構(gòu)（Reconfiguration）技術(shù)是當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)故障后把故障排除并將系統(tǒng)某個(gè)正常狀態(tài)的技術(shù)。系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)的原理是切斷“差錯(cuò)→失效”的因果止所發(fā)生的差錯(cuò)導(dǎo)致系統(tǒng)失效，通常包括以下幾個(gè)步驟：（1）故障檢測(cè)；障定位；（3）故障包容；（4）系統(tǒng)恢復(fù)。故障屏蔽與重構(gòu)是實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)的基本的方式，而它們都建立在資源冗余的基礎(chǔ)上。2.3 容錯(cuò)技術(shù)概述

備用替換系統(tǒng)
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本文編號(hào)：2873225