當前,微處理器正越來越多地被應用于各種惡劣環(huán)境中,但是高能粒子產(chǎn)生的單粒子效應會對微處理器的正常工作產(chǎn)生影響,尤其對應用在太空環(huán)境中的微處理器而言,影響更嚴重,成為其可靠性降低的首要因素,而本文所研究的控制流檢測技術正是防止和克服由于單粒子效應而造成程序錯誤運行的有效手段。目前控制流檢測有純軟件和軟硬件結合兩種方式,純軟件控制流檢測方式處理靈活,不受硬件的限制適合在不同硬件平臺下應用,但系統(tǒng)開銷大。而軟硬件結合控制流檢測方法具有系統(tǒng)開銷小、軟件部分負擔少等特點,有很廣闊的應用前景。國防科大研發(fā)的高可靠R80515芯片具有多重硬件加固功能,并支持軟硬件結合的控制流檢測。本文基于高可靠R80515展開軟硬件結合控制流檢測算法的研究。本論文首先介紹控制流檢測理論和常用的控制流檢測算法,著重闡述和分析了匯編級控制流檢測方法CFCSS（control flow checking bv softwaresignatures）,詳細描述了CFCSS的控制流檢測原理、簽名值分派算法、控制流檢測過程等技術細節(jié),并指出CFCSS控制流檢測算法存在的混淆和多共享扇入等問題,還對CFCSS算法不能檢測的控制流... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 單粒子翻轉效應介紹
    1.3 國內外控制流檢測的研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究工作及內容安排
第2章 高可靠R80515平臺簡介
    2.1 R80515介紹
    2.2 R80515的整體加固方案
    2.3 R80515對控制流檢測的支持
    2.4 R80515對保存與恢復的支持
    2.5 本章小結
第3章 控制流檢測理論
    3.1 控制流檢測的基本原理
        3.1.1 控制流錯誤
        3.1.2 控制流檢測
    3.2 控制流檢測技術的分類
    3.3 控制流檢測的常用算法
        3.3.1 軟硬結合的控制流檢測方法
        3.3.2 純軟件控制流檢測方法
    3.4 本章小結
第4章 CFCMAS控制流檢測算法
    4.1 純軟件控制流檢測算法CFCSS介紹
        4.1.1 運行時的簽名
        4.1.2 運行時調整簽名
        4.1.3 CFCSS算法
    4.2 CFCSS算法中存在的問題
        4.2.1 混淆現(xiàn)象
        4.2.2 共享多扇入問題優(yōu)化后可解的情況
        4.2.3 共享多扇入問題優(yōu)化后無解的情況
    4.3 CFCMAS算法
        4.3.1 CFCMAS算法總體思想
        4.3.2 CFCMAS中基于匯編碼的基本塊劃分
        4.3.3 CFCMAS分派簽名值
        4.3.4 CFCMAS中運行時簽名和多調整簽名
        4.3.5 CFCMAS算法與高可靠R80515硬件平臺的配合
        4.3.6 CFCMAS控制流檢測流程及算法描述
    4.4 本章小結
第5章 基于SDCC編譯器的CFCMAS算法實現(xiàn)
    5.1 CFCMAS控制流檢測單元在SDCC中的位置
    5.2 CFCMAS控制流檢測單元設計和實現(xiàn)
        5.2.1 數(shù)據(jù)結構設計
        5.2.2 控制流分析的主要流程
    5.3 本章小結
第6章 CFCMAS算法的性能及實驗數(shù)據(jù)分析
    6.1 CFCMAS算法的實驗及性能分析
        6.1.1 空間開銷和時間開銷的對比分析
        6.1.2 檢錯能力和恢復能力的對比分析
    6.2 CFCMAS算法的改進方案
    6.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于擴展塊的星載軟件控制流容錯評價方法[J]. 康曉軍,王勁強,王蕓.  航天返回與遙感. 2007(03)
[2]并發(fā)控制流檢測技術綜述[J]. 吳艷霞,顧國昌,付巖,程立新.  計算機科學. 2007(07)
[3]一種軟件實現(xiàn)的程序控制流錯誤檢測方法[J]. 李愛國,洪炳熔,王司.  宇航學報. 2006(06)
[4]數(shù)據(jù)流相關軟件故障的靜態(tài)檢測[J]. 張廣梅,李曉維.  計算機輔助設計與圖形學學報. 2005(11)
[5]C程序類型隱式轉換漏洞的靜態(tài)檢測[J]. 呂維梅,劉堅.  計算機工程與應用. 2005(11)
[6]動態(tài)內存錯誤的靜態(tài)檢測[J]. 張廣梅,李曉維.  計算機輔助設計與圖形學學報. 2005(03)
[7]動態(tài)存儲錯誤的靜態(tài)檢測方法研究[J]. 石峰,劉堅.  計算機工程與應用. 2004(19)
[8]數(shù)組越界軟件測試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 高傳平,宮云戰(zhàn).  裝甲兵工程學院學報. 2004(02)
[9]軟件代碼的防篡改技術[J]. 沈海波,史毓達.  武漢科技學院學報. 2004(05)
[10]以基本塊為單位的非順序指令預取[J]. 沈立,戴葵,王志英.  計算機工程與科學. 2003(04)

碩士論文
[1]航天微電子器件單粒子翻轉研究[D]. 張新.中國原子能科學研究院 2002



本文編號：3183457