本文關(guān)鍵詞：非相似平臺(tái)管理計(jì)算機(jī)的余度管理技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：嵌入式計(jì)算機(jī)在航空航天等對(duì)可靠性要求較高的系統(tǒng)中占有核心地位,其微小故障都可能引發(fā)災(zāi)難性的后果。因此,人們對(duì)高可靠性容錯(cuò)計(jì)算機(jī)的研究越來越重視,提高容錯(cuò)計(jì)算機(jī)可靠性的一個(gè)重要方法是發(fā)展余度技術(shù)。本課題的目標(biāo)是研究高可靠的平臺(tái)管理計(jì)算機(jī),構(gòu)建合理的“故障-安全”策略,提高管理計(jì)算機(jī)的可靠性。首先對(duì)常規(guī)自監(jiān)控兩余度計(jì)算機(jī)和常規(guī)三模冗余計(jì)算機(jī)進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了非相似平臺(tái)管理計(jì)算機(jī)架構(gòu)。每個(gè)中央控制模塊由兩個(gè)不同處理器構(gòu)成;兩個(gè)中央控制模塊之間增加交叉數(shù)據(jù)鏈(Cross Channel Date Link),使得四個(gè)處理器之間可以進(jìn)行信息交互;中央控制模塊通過雙冗余2I C總線,對(duì)功能模塊交叉控制。根據(jù)平臺(tái)管理計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),需要事先制定一套余度管理策略。首先,研究了處理器余度管理策略,確定四個(gè)處理器的優(yōu)先級(jí)順序和表決策略,并對(duì)實(shí)際工作中出現(xiàn)的幾種典型的故障模式進(jìn)行了詳細(xì)的分析討論;其次,研究了同步技術(shù),針對(duì)平臺(tái)計(jì)算機(jī)非相似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),具體地介紹了任務(wù)同步策略;最后針對(duì)雙冗余總線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)介紹了功能模塊余度管理策略�；谌蝿�(wù)同步和余度管理策略,采用軟硬件結(jié)合的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。四個(gè)處理器系統(tǒng)FPGA和軟件設(shè)計(jì)完全相同,具體介紹了單板FPGA設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)現(xiàn)的功能,將FPGA進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)任務(wù)同步、數(shù)據(jù)交換、故障判斷、降級(jí)以及對(duì)I/O模塊交叉控制功能。為驗(yàn)證同步策略和余度管理策略的正確性,對(duì)原理樣機(jī)進(jìn)行測試,包括同步精度測試、幾種典型的故障下調(diào)試結(jié)果的測試和雙冗余總線切換效果的測試。結(jié)果表明系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,四處理器同步良好,可實(shí)現(xiàn)兩次故障工作、三次故障安全,并可以實(shí)現(xiàn)總線切換。
【關(guān)鍵詞】：非相似余度 容錯(cuò)計(jì)算機(jī) 余度管理 同步
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V247;TP302.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-11
• 1.1.1 課題背景及相關(guān)概念介紹9-10
• 1.1.2 課題研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究的發(fā)展及現(xiàn)狀分析11-14
• 1.2.1 國外容錯(cuò)計(jì)算機(jī)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)容錯(cuò)計(jì)算機(jī)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)14-15
• 第2章 非相似平臺(tái)管理計(jì)算機(jī)總體設(shè)計(jì)15-25
• 2.1 常規(guī)自監(jiān)控兩余度架構(gòu)15-16
• 2.2 平臺(tái)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成16-18
• 2.3 平臺(tái)管理計(jì)算機(jī)單板設(shè)計(jì)18-24
• 2.3.1 中央處理器19-20
• 2.3.2 Vx Works操作系統(tǒng)20-21
• 2.3.3 交叉數(shù)據(jù)鏈（CCDL）21-22
• 2.3.4 內(nèi)部總線22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 余度管理策略研究25-36
• 3.1 處理器余度管理25-34
• 3.1.1 處理器余度管理策略25-27
• 3.1.2 同步策略27-29
• 3.1.3 模式遷移分析29-34
• 3.2 功能模塊余度管理策略34-35
• 3.3 本章小節(jié)35-36
• 第4章 余度管理技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)36-50
• 4.1 平臺(tái)FPGA設(shè)計(jì)36-39
• 4.1.1 FPGA設(shè)計(jì)整體介紹36-37
• 4.1.2 單板FPGA設(shè)計(jì)37-39
• 4.2 平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)39-47
• 4.2.1 開機(jī)同步41-42
• 4.2.2 四機(jī)握手與同步42-46
• 4.2.3 狀態(tài)表決與降級(jí)46-47
• 4.3 總線切換設(shè)計(jì)47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 測試結(jié)果與分析50-59
• 5.1 同步結(jié)果50-51
• 5.2 模式遷移實(shí)現(xiàn)51-57
• 5.3 總線切換效果測試57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果64-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

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4 馬秋瑜;吳成富;陳懷民;鄧宏德;段曉軍;;基于PC104的三余度飛控計(jì)算機(jī)同步算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];測控技術(shù);2007年03期

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1 王迪爽;基于MPC5554的某型無人機(jī)雙余度飛控計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：496600