嵌入分布系统多模式容错技术研究

发布时间：2020-04-12 22:46

【摘要】：本文针对信息战中无人飞行器嵌入分布控制的高可靠性要求，，研究适合异构嵌入分布计算平台的多模式容错技术，为平台可靠性研究奠定了基础。根据系统的模块化、并行性和自治性等特征，结合容错需求提出嵌入分布节点、任务以及系统的理论模型，研究面向无人飞行器的嵌入分布计算平台关键节点内容错及节点间容错，设计了针对飞行控制系统的TMR冗余和数据链路终端双机备份容错。根据无人飞行器特点，以系统节点任务模型为依据，构造系统任务表STS和任务状态描述表STDT，提出了一种基于策略的故障自监测与自恢复的嵌入式软件容错技术。文中从任务和资源角度分析了节点间相似关系，定义相似度等相关概念和计算理论，给出了相似节点自动发现算法SNAD、优化的相似节点自动发现算法OSNAD和关键任务在相似节点间自动冗余部署方法RTAD。在系统模型里给出故障检测、任务和失效节点恢复策略。对所设计的单节点TMR冗余容错策略和节点间任务冗余及恢复策略进行了仿真试验，实现了系统分布与容错控制。实验证明了系统设计是可行的，对无人飞行器嵌入分布计算平台可靠性有重要的应用价值。
【图文】：

冗余时间,冗余,时间冗余

时间冗余基本思想是重复执行计算以检测和排除故障。是以牺牲时间来换取系统高可靠性的一种手段。时间冗余是预留部分处理器时间，使之在系统正常运行时处于空闲状态，供任务出错后的容错操作使用，见图3.5。在这里，容错操作指通过出错任务的再次运行或其替代任务的运行获得正确的运算结果。时间冗余主要用于对暂态错误的容错操作。然而对于软件设计错误或者硬件的永久错误时间冗余是无能为力的。正确冗余预留处理器时间或任务截止时间出错时间图3错误冗余时间冗余

自检程序,工作周期,运行时,系统功能

固定的位置，待系统运行自检程序进行比较检验。自检程序的运行时机是在系统空闲时窃取一两个任务周期运行自检程序，并且自检程序的优先级设置为最低，可被其它任务抢占与中断，自检程序运行时机如图3.13。一嘿盼趾」戳珊黔耀戮吸一j艘翻自检运行自检运行被抢占图3.13自检程序运行时机自检程序在系统空闲时窃取一两个工作周期进行系统功能检测，为了保证自检运行前的系统状态不丢失，在自检程序运行前要将自检所修改的状态信息进行保存，待自检完成或自检被抢占后恢复系统状态。运行流程如图3.14。双机冗余备份系统中，主、从机间的切换时机与条件是当自检程序检测到主机系统出现故障后，或者从机在规定的时间内未收到主机发送过来的心跳信号而超时。自检程序运行的可靠性直接影响着双机备份系统的可靠性，同时心跳信号
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP368.12

【引证文献】