發(fā)布時(shí)間：2021-08-09 13:00

　　軍工、民用等很多嵌入式領(lǐng)域都有較高的可靠性要求。這些領(lǐng)域多基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用,且根據(jù)不同條件及需求選擇不同的RTOS,所以設(shè)計(jì)一種既能滿足可靠性要求,又能降低對(duì)特定RTOS依賴程度的可靠性方案十分必要。同時(shí),隨著多核技術(shù)的飛速發(fā)展,多核處理器正逐漸被廣泛應(yīng)用到社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域中,并且,相比于單核處理器,多核處理器擁有并行及其他一些特性,因此,利用多核處理器的相關(guān)特性進(jìn)行可靠性研究極具意義。綜上所述,基于多核處理器,針對(duì)基于RTOS的實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用研究系統(tǒng)可靠性是非常有價(jià)值的。本文在詳細(xì)分析基于RTOS的實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用的可靠性需求和典型錯(cuò)誤的基礎(chǔ)上,針對(duì)性地提出了一種基于多核處理器來(lái)提升RTOS上的實(shí)時(shí)嵌入式軟件可靠性的方案。文中重點(diǎn)針對(duì)基于有限狀態(tài)機(jī)消息驅(qū)動(dòng)模型設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)嵌入式軟件的可靠性展開研究,降低環(huán)境因素導(dǎo)致的嵌入式設(shè)備的瞬時(shí)錯(cuò)誤,對(duì)實(shí)時(shí)嵌入式軟件可靠性的影響。綜合利用三模檢錯(cuò)與雙模檢錯(cuò),通過(guò)監(jiān)測(cè)任務(wù)間消息及I/O數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)了一套檢錯(cuò)機(jī)制,并針對(duì)檢錯(cuò)機(jī)制中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤,提供了相應(yīng)的錯(cuò)誤處理方式。此外,為了降低檢錯(cuò)機(jī)制對(duì)應(yīng)用軟件運(yùn)行效率的影響,提供了松散同步功... 

【文章來(lái)源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

IIM7C6Q處理器架構(gòu)

１）指令錯(cuò)誤??當(dāng)錯(cuò)誤造成程序指令發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)導(dǎo)致以下幾種情況：??＞當(dāng)錯(cuò)誤的指令是未定義的指令時(shí)，會(huì)觸發(fā)處理器的Ｕｎｄｅｆｉｎｅｄ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏ異常，此時(shí)處理器會(huì)從用戶態(tài)進(jìn)入Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ?ｍｏｄｅ中執(zhí)行，對(duì)外就表現(xiàn)為用任務(wù)不再沿著預(yù)期的運(yùn)行軌跡向下執(zhí)行。??＞當(dāng)正確的指令因?yàn)橐馔忮e(cuò)誤變化為另外一條有定義的指令時(shí)，可能發(fā)四種不同情況：??（１）雖然是有定義的指令，但變化后的指令有可能訪問(wèn)無(wú)效的內(nèi)存空間，??就可能導(dǎo)致處理器進(jìn)入Ｐｒｅｆｅｔｃｈ?Ａｂｏｒｔ異常中。以ＡＲＭｖ７中的跳指令Ｂ為例，指令設(shè)計(jì)如圖３－２所示，ｂｉｔ［３１：２４］是該指令的操作部分，呵２３：０］是該指令的操作數(shù)部分。如果變化前的指令是跳轉(zhuǎn)令Ｂ，錯(cuò)誤造成其操作數(shù)部分發(fā)生變化，變化后無(wú)法根據(jù)操作數(shù)定到一個(gè)有效的內(nèi)存空間，此時(shí)執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令就會(huì)觸發(fā)Ｐｒｅｆｅｔｃｈ?Ａｂｏｒ異常。如果變化前的指令不是跳轉(zhuǎn)指令Ｂ，錯(cuò)誤導(dǎo)致原指令

常運(yùn)行狀態(tài)中，降低系統(tǒng)崩潰的可能性。本節(jié)針對(duì)三模冗余，結(jié)合３．１．２中所述??需求，對(duì)系統(tǒng)工作過(guò)程中可能存在的備種狀態(tài)及其之間的關(guān)系進(jìn)行研宄。各種狀??態(tài)間的轉(zhuǎn)換過(guò)程如圖３－３，其中，所有狀態(tài)均使用一個(gè)三元組（ｍ，ｎ；?ｓ）來(lái)表示。??ｍ指系統(tǒng)中未發(fā)生過(guò)錯(cuò)誤的冗余核的個(gè)數(shù)，取值為１，２，?３；?ｎ指表決器是否發(fā)??生過(guò)錯(cuò)誤，１代表未發(fā)生錯(cuò)誤，０代表發(fā)生了錯(cuò)誤；ｓ代表當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)，??分別用Ｔ表示系統(tǒng)處于三模檢錯(cuò)模式，Ｄ表示系統(tǒng)處于雙模檢錯(cuò)模式，Ｗ表示??系統(tǒng)處于對(duì)發(fā)生過(guò)錯(cuò)誤的冗余核進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)的模式，Ｆ表示系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)提供??可靠性保障。??義??＇＇＇＇＇＇＇＇?１３??圖３－３具有可靠性保障的系統(tǒng)的狀態(tài)圖??圖３－３中標(biāo)號(hào)１至１８禽義如表３－２所示。??１９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于ZYNQ-7000的星載雙模衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 趙晶.  通信技術(shù). 2017(08)
[2]具備重構(gòu)能力的三模冗余器載計(jì)算機(jī)研究[J]. 陳玉坤,馮忠偉,張聲艷,劉冬.  計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2017(02)
[3]紫丁香二號(hào)納衛(wèi)星在軌平穩(wěn)運(yùn)行一周年[J]. 韋明川/BG2BHC.  現(xiàn)代通信. 2016 (05)
[4]雙機(jī)備份軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 杜明,張于燕,劉玉蘭.  計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2013(15)
[5]基于Markov鏈的FSM容軟錯(cuò)誤設(shè)計(jì)[J]. 曹源,梁華國(guó),黃正峰,陳秀美,吳珍妮.  宇航學(xué)報(bào). 2011(03)
[6]VxWorks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)研究[J]. 馬超,尹長(zhǎng)青.  電腦知識(shí)與技術(shù). 2006(02)
[7]嵌入式操作系統(tǒng)FreeRTOS的原理與實(shí)現(xiàn)[J]. 劉濱,王琦,劉麗麗.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2005(07)
[8]基于ARM微處理器的μC/OS-II的移植研究[J]. 王濤,劉建輝.  微計(jì)算機(jī)信息. 2005(07)

碩士論文
[1]微納衛(wèi)星高可靠星務(wù)計(jì)算機(jī)容錯(cuò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李日和.南京理工大學(xué) 2017
[2]單粒子效應(yīng)對(duì)衛(wèi)星光通信中DSP影響的研究[D]. 陳天陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]基于可信度的DSP軟件冗余容錯(cuò)表決方法研究[D]. 梁賀斌.中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心 2016
[4]基于國(guó)產(chǎn)多核處理器核級(jí)冗余靜態(tài)綁定和動(dòng)態(tài)綁定機(jī)制的研究[D]. 陳帥軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]基于有限狀態(tài)機(jī)理論的MCS控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 楊凱.浙江大學(xué) 2015
[6]基于國(guó)產(chǎn)多核處理器的容錯(cuò)冗余進(jìn)程檢測(cè)技術(shù)的研究[D]. 廉曉洋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[7]基于軟件表決的三模冗余星載計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計(jì)[D]. 郭碧洲.上海交通大學(xué) 2011
[8]消息驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)及在金融支付系統(tǒng)的應(yīng)用[D]. 徐計(jì)忠.暨南大學(xué) 2010
[9]基于嵌入式多核平臺(tái)的并行冗余線程容錯(cuò)技術(shù)研究[D]. 張淑燕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[10]基于FPGA的星載機(jī)容錯(cuò)技術(shù)研究與設(shè)計(jì)[D]. 郭林.清華大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3332113