基于嵌入式多核平台的并行冗余线程容错技术研究

发布时间：2020-05-16 07:50

【摘要】： 随着集成电路制造工艺的不断进步,处理器计算的可信性面临着瞬态故障的严重威胁,同时在体系结构技术的推动下,目前的微处理器已经全面进入片上多核时代。因此,针对嵌入式多核平台的容错技术研究变得十分紧要。目前对瞬态故障的容错技术的研究渗透到计算机体系结构的各个层面中,主要分为基于处理器层、操作系统层、编译层和应用程序层的容错,同时各个层次之间也产生交互。 本文首先介绍了嵌入式多核平台下,基于计算机体系结构不同层次的多线程容错模型和技术,其中包括处理器级的多线程容错调度模型(SR-SMT、SRT、CRT等),以及基于编译的容错模型和技术,同时简单介绍了基于操作系统级的检查点检测和恢复机制。 本文在充分研究了现有的多线程容错技术后,针对嵌入式多核平台,提出一种通用的基于编译层的并行冗余多线程容错技术,并进行了实验验证。文中重点介绍了该方案的编译层的冗余多线程容错调度模型,该模型基于检查点的多线程检错和恢复机制,同时描述了用户手动设置检查点和编译器自动设置两种方法,最后介绍了该方案的可扩展设计。 最后,本文介绍了该方案基于Pthread线程库的冗余多线程容错调度方法,容错算法的实现和故障注入算法的实现。设计并实现了四个测试算法,验证了容错算法的功能,并进行了性能比较。实验结果表明该算法可适用于嵌入式多核平台,并满足一定的性能要求。
【图文】：

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文SRT[ 20]同时冗余线程是基于SMT结构的另一种容错结构。SRT在AR-SMT的基础上进行改进得到的。SRT结构如图2-4所示。SRT在处理器内部形成同一个程序的两个拷贝(Leading和Trailing)，以独立线程的形式同时运行，，通过比较二者的结果来检测瞬时故障。与Lockstep不同的是，SRT借助Input Replicator和Output Comparator部件实现了完全在处理器内部的冗余运行，不但消除了冗余的物理内存映像，而且对其他硬件部分和软件透明。

不包括寄存器文件的SoRFigure2-6SoRnotincludingregisterfile
【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】：2009
【分类号】：TN405;TP302.8

【引证文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 罗晓;智能化教学辅助训练系统[D];华东师范大学;2011年

本文编号：2666415