航天总线容错性能测试平台的研究与实现

发布时间：2019-07-17 20:06

【摘要】：由于恶劣的工作环境，航天计算机对可靠性提出了很高的要求。通常，航天计算机系统是由多个设备通过总线互联组成的。实际工作过程中，总线易受环境因素的干扰，所产生的故障在所有故障中占有较高比例，总线故障对计算机系统的可靠性有很大影响。故障注入技术是测试容错性能的重要手段，为航天计算机的研制提供技术支持。研制针对总线系统的故障注入工具很有必要。 常用的软硬件方法对总线故障注入有一定的局限性。本文分析了目标总线的拓扑结构和传输机制后，提出了一种分层次的嵌入式故障注入方法，分别在物理层和协议层对总线注入故障，增大了故障注入的覆盖率；使用嵌入式注入方法减小了对目标总线的影响，提高了故障注入工具的通用性。运用此方法设计并实现了一个容错性能测试平台。 航天总线容错性能测试平台能够对RS-422、RS-485、CAN、1553B等四种航天领域常用总线注入故障。能同时在多个位置对总线系统的物理层注入固定-0、固定-1、位翻转等多种类型的故障，还能对协议层帧的不同部位进行修改。实现了瞬时型、间歇型、永久型等3种时间类型来控制故障的发生时间和频率，支持目标触发和随机触发等多种触发方式。 为验证容错性能测试平台的功能，本文搭建了多总线实验环境，对多种总线实施了故障注入实验。实验结果表明，，平台成功实现了多种类型的故障注入，满足设计要求。同时能回收和保存故障注入的结果信息，实时反馈给用户，为计算机系统的容错性能评价提供支持。
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图片说明： 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文第4章 航天总线容错性能测试平台的实现航天总线容错性能测试平台采用嵌入式故障注入技术开展对多总线仿真系统可靠性的测试验证，并提供了协议验证和接口测试的手段。平台集成了 1553B总线故障注入设备、CAN 总线故障注入设备、RS-422 总线故障注入设备和RS-485 总线故障注入设备。故障注入设备分为宿主机控制软件和故障注入器两部分。图 4-1 中分别为 RS-485 总线、1553B 总线和 RS-422 总线故障注入设备的硬件板卡。
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图片说明： 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文本故障注入设备宿主机的好的选择。TQ2440 选择 S的 Nandflash，并采用 3.5 寸触摸显示屏作输入输出。在 Fedora 操作系统上使用 Qt/Embeded 开发的。Qt用程序开发框架，Qt/Embeded 是用于嵌入式 Linux户图形界面库在所有运行平台上是相同的，所以 Qt，使用 Qt/Embeded 开发的控制软件方便移植。控制软件的用户界面。控制软件分为“自检”、“协看”四个标签页，“自检”标签页用于故障注入设层”和“物理层”标签页分别实现协议层和物理层障注入过程中，选取“查看”界面可以观察目标系。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【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：2515609