双机系统的冗余及仲裁策略研究

发布时间：2021-01-05 00:10

　　在航空航天、军事领域、工业控制等关键应用领域中,需要高可靠性的保障。如何保证系统快速、精确、可靠、持久运行,是需要重点研究解决的关键问题之一,这需要系统具备冗余和容错能力。本文研究了双机冗余系统的容错技术和方法,提出了基于双机热备份冗余模式的双DSP系统方案。本文主要内容分为三部分,分别是冗余方案的选择,双DSP系统的硬件设计和软件设计。首先,本文研究了容错处理技术,对各种双机冗余方式进行了详细的介绍,比较了各种方案的优缺点,进而根据系统应用特点提出了双余度热备份DSP系统设计方案,该方案的特点是系统简单高效,体积小,功耗低,响应快,特别适合嵌入式应用领域。其次,对双DSP系统硬件进行了详细设计。先是介绍硬件结构总体设计,根据应用特点选择合适的DSP和FPGA型号,然后再研究了双机同步方式的基础上确定了双DSP系统同步设计,并对双机通讯、检错逻辑和仲裁切换模块进行了详细的设计。系统采用双口RAM以及McASP实现双机通讯,采用FPGA可编程逻辑器件设计检错和仲裁切换电路,并进行了相关仿真实验,验证设计的正确性。最后,对系统软件设计采用模块化和层次化的设计,先介绍系统软件的主要功能模块及... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 双机系统冗余技术的发展与研究现状
        1.2.1 双机系统冗余技术的发展
        1.2.2 双机系统冗余技术的研究现状
    1.3 双机系统仲裁策略国内外现状
    1.4 项目目标及论文内容
        1.4.1 课题研究的难点分析
        1.4.2 课题研究的主要内容
第二章 双机冗余系统的设计
    2.1 容错处理技术及其对策
        2.1.1 容错技术
        2.1.2 容错技术
        2.1.3 软件容错和硬件容错技术
    2.2 双机系统冗余方式的比较与选择
        2.2.1 双机并联冗余方式
        2.2.2 双机表决冗余方式
        2.2.3 双机旁联冗余方式
        2.2.4 冗余方式的比较
    2.3 基于双机热备份冗余的方案设计
        2.3.1 双机双工互备模式
        2.3.2 双机主从热备份模式
        2.3.3 双机热备模式
    2.4 本章小结
第三章 基于双DSP系统的控制器硬件设计
    3.1 基于热备冗余方案的双DSP系统硬件设计分析
        3.1.1 硬件结构总体设计
        3.1.2 DSP型号选择
        3.1.3 FPGA型号选择
    3.2 基于双DSP系统的同步设计与仿真
        3.2.1 几种双机同步方式
        3.2.2 时钟同步与任务级松散同步结合的同步实现
        3.2.3 双DSP间的通讯设计
    3.3 基于双DSP系统的硬件仲裁器设计
        3.3.1 检错逻辑电路设计
        3.3.2 仲裁切换电路设计
    3.4 本章小结
第四章 基于双DSP系统的软件设计
    4.1 系统软件设计概述
        4.1.1 系统软件设计方法
        4.1.2 双DSP系统软件功能与结构
    4.2 系统管理程序设计
        4.2.1 双机通讯软件设计
        4.2.2 双机同步实现
    4.3 容错管理设计
        4.3.1 比较仲裁
        4.3.2 故障自检
        4.3.3 系统控制重构
    4.4 软件容错
        4.4.1 软件容错技术
        4.4.2 双DSP系统软件容错设计
    4.5 失效模拟仿真
        4.5.1 硬件失效模拟
        4.5.2 软件失效模拟
    4.6 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：2957621