本文關(guān)鍵詞：NOP協(xié)議容錯機制的設(shè)計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：NOP協(xié)議是針對小型安全關(guān)鍵實時系統(tǒng)開發(fā)的通信協(xié)議。該協(xié)議在深入分析現(xiàn)有通信協(xié)議的優(yōu)缺點后,以功能安全理念為指導(dǎo)來設(shè)計與實現(xiàn)。NOP協(xié)議的主要特點是： (1)預(yù)先定義節(jié)點發(fā)送順序,并在所有節(jié)點上達成共識,通信活動完全由事件本身觸發(fā)。 (2)同時具備時間觸發(fā)協(xié)議的可預(yù)測性和事件觸發(fā)協(xié)議的靈活性特點。 (3)具有較高的網(wǎng)絡(luò)利用率。 (4)協(xié)議的整個開發(fā)生命周期始終貫穿著功能安全理念。 本文在NOP協(xié)議的基礎(chǔ)上進行改進,增加TMR+1容錯機制,實現(xiàn)具有強容錯的通信協(xié)議NOP V2.0。論文主要工作包括容錯機制的設(shè)計、形式化驗證及實現(xiàn)。在NOP V2.0設(shè)計和實現(xiàn)的整個生命周期中,始終貫穿了安全關(guān)鍵的理念,其以IEC61508安全標準作為指導(dǎo),采用半形式化方法FMEA靜態(tài)的、系統(tǒng)的分析容錯協(xié)議的失效模式,并采用形式化驗證工具SPIN動態(tài)的模擬了協(xié)議的運行狀態(tài),并對狀態(tài)空間進行窮盡搜索,以檢查協(xié)議是否發(fā)生了違反預(yù)期行為的情況。在形式化驗證過程中,采用了狀態(tài)約簡技術(shù),這種方法有效的減少了系統(tǒng)的狀態(tài)空間規(guī)模,使得驗證過程在較少的資源占用情況下達到預(yù)期的驗證目標。驗證結(jié)果表明NOP的容錯、檢錯和故障診斷設(shè)計符合預(yù)期行為特性。在實現(xiàn)與測試階段,本文采用wireshark網(wǎng)絡(luò)封包分析軟件對協(xié)議的通信活動進行了分析,結(jié)果說明協(xié)議的通信活動滿足設(shè)計所要求的故障覆蓋率要求。
【關(guān)鍵詞】：安全關(guān)鍵系統(tǒng) 事件觸發(fā)協(xié)議 容錯協(xié)議 形式化驗證 SPIN
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP302.8
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 研究背景7-11
• 1.1.1 安全關(guān)鍵系統(tǒng)7-8
• 1.1.2 安全關(guān)鍵通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀8-10
• 1.1.3 安全關(guān)鍵實時通信協(xié)議NOP10-11
• 1.2 研究內(nèi)容及意義11
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)11-13
• 第二章 容錯技術(shù)綜述13-18
• 2.1 可靠性與安全性13
• 2.2 失效、差錯與故障13-15
• 2.3 容錯技術(shù)15-18
• 第三章 容錯協(xié)議的設(shè)計18-33
• 3.1 NOP V2.0系統(tǒng)模型18-19
• 3.2 NOP V2.0的基本語義19-24
• 3.2.1 故障假設(shè)19-20
• 3.2.2 協(xié)議的初始化20-22
• 3.2.3 協(xié)議的通信過程22-24
• 3.3 NOP V2.0容錯機制24-26
• 3.3.1 TMR+1容錯機制24-26
• 3.4 NOP V2.0故障檢測與診斷26-33
• 3.4.1 幀格式26-27
• 3.4.2 容錯協(xié)議的出錯檢測機制27-29
• 3.4.3 故障診斷機制29-33
• 第四章 容錯協(xié)議的形式化驗證33-51
• 4.1 FMEA33-36
• 4.1.1 發(fā)送節(jié)點的FMEA分析34-35
• 4.1.2 TMR+1容錯機制的FMEA分析35-36
• 4.2 形式化方法36-39
• 4.2.1 模型檢測工具SPIN37-38
• 4.2.2 建模語言PROMELA38
• 4.2.3 LTL38-39
• 4.3 NOP的形式化驗證39-51
• 4.3.1 NOP建模39-46
• 4.3.2 性質(zhì)規(guī)約46-48
• 4.3.3 模型驗證48-51
• 第五章 容錯協(xié)議的實現(xiàn)與測試51-56
• 5.1 容錯協(xié)議的實現(xiàn)51-52
• 5.2 測試結(jié)果52-56
• 第六章 結(jié)論與展望56-58
• 參考文獻58-60
• 在學(xué)期間的研究成果60-61
• 致謝61

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李嬋娟;周慶國;崔向麗;;采用NOP協(xié)議實現(xiàn)三模冗余系統(tǒng)的形式化驗證[J];計算機工程與應(yīng)用;2011年27期

2 王智,王天然,Ye-qiong SONG,孫優(yōu)賢;工業(yè)實時通訊網(wǎng)絡(luò)(現(xiàn)場總線)的基礎(chǔ)理論研究與現(xiàn)狀(上)[J];信息與控制;2002年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李嬋娟;安全關(guān)鍵實時通信協(xié)議研究[D];蘭州大學(xué);2011年

2 李磊;分布式系統(tǒng)中容錯機制性能優(yōu)化技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：NOP協(xié)議容錯機制的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：437173