高可靠并行星载计算机硬件容错技术研究

发布时间：2018-01-08 19:32

  本文关键词：高可靠并行星载计算机硬件容错技术研究　出处：《上海交通大学》2013年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：航空航天技术是一个国家综合国力的体现，解放以来，特别是改革开放之后，我国加大了对航空航天技术研究的投入，使得国内在航空航天领域取得了长足的进步。星载计算机作为航天器的重要组成部分在航天技术研究领域占有举足轻重的地位，，航天技术的发展对星载计算机系统也提出了更高的安全和性能要求，星载计算机可靠性与性能的研究已成为当前该领域的重要研究方向。 为了使星载计算机系统的性能和可靠性都有所突破，本文在对星载计算机系统容错技术和典型星载计算机系统结构进行深入的研究分析之后，设计了一种高可靠并行星载计算机系统，该系统在运行模式上实现了创新，可以根据外部环境实现多种运行模式的切换。系统采用多DSP+FPGA的结构，设计了一种新的比较点机制来实现硬件容错，DSP之间通过FPGA表决选择出正确的输出数据作为系统输出，系统中还加入了快速恢复机制来完成出错DSP的快速恢复。本文通过比较点机制的使用，可使各个冗余模块之间很好的进行同步，而且并行计算的加入使得系统性能有进一步的提升。 搭建了系统原型机对设计进行功能验证和性能测试。通过与纯软件表决方式和没有快速恢复机制的系统性能进行了比较，验证结果表明比较点中出现的错误可以全部被检测出来，而且系统相对于纯软件比较方式有61.67%的性能提升，可很好的满足星载计算机高可靠性和高性能的要求。
[Abstract]:Space technology is the reflection of the comprehensive national power of a country . Since liberation , especially after the reform and opening up , our country has made great progress in the field of aviation and space technology , which has made great progress in the field of aerospace technology . The space technology development has also proposed higher safety and performance requirements for satellite - borne computer systems , and the research on reliability and performance of satellite - borne computer has become an important research direction in the field . In order to make a breakthrough in the performance and reliability of the satellite - borne computer system , a kind of high - reliability and planet - borne computer system is designed based on the deep research and analysis of the fault - tolerant technology and the typical satellite - borne computer system structure of the satellite - borne computer system . The system realizes the switching of various modes of operation according to the external environment . The system adopts the structure of the multi - DSP + FPGA , designs a new comparison point mechanism to realize the fast recovery of the error DSP . Through the use of the comparison point mechanism , the system can synchronize the redundancy modules well , and the addition of parallel computing can further improve the performance of the system . By comparing the system performance with the pure software voting mode and without the fast recovery mechanism , the results show that the error in the comparison point can be detected completely , and the system has a performance improvement of 61.67 % relative to the pure software comparison way , which can meet the requirement of high reliability and high performance of the satellite - borne computer .

【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP302.8

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本文编号：1398445