EMP效应下计算机容错性能测试系统的研究与实现

发布时间：2021-02-02 16:12

　　目前,计算机在航空、军事等关键领域已广泛应用。在这些领域中,计算机系统可靠稳定的运行起着非常关键的作用。任何计算机系统受电磁脉冲的干扰都会产生一些故障,这些故障可能造成严重的影响,而电磁脉冲在这些关键领域是广泛存在的,因此,本文对在电磁脉冲效应下的计算机系统的容错性能评测进行研究是非常有意义的本文首先研究了计算机系统在电磁脉冲效应下常见的故障模式,虽然故障是难以避免的,但故障都有其相应的模式,并且故障的产生有其潜在的规律性。本文设计了一个基于电磁脉冲干扰的物理故障注入测试系统,使用ESD EMP（静电放电产生的电磁脉冲）为辐射源,对基于TMS320C6713芯片的嵌入式目标系统进行电磁脉冲干扰。通过实时备份系统中关键寄存器和存储器的状态来分析系统受电磁脉冲干扰而产生的故障特性。通过分析总结出空间计算机受电磁脉冲干扰而产生的常见的故障模式。基于电磁脉冲的物理故障注入虽能模拟真实的太空环境,但其实验环境要求较高,并且不能控制故障注入的位置,无法做到对计算机系统做独立测试。因此,本文又开发了基于软件故障注入技术的嵌入式软件测试系统,系统基于本文的ESD EMP实验总结出的故障模式,通过向目标... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外关于计算机容错机制评测的研究
        1.2.1 计算机系统容错性能评测方法
        1.2.2 关于故障注入的研究
    1.3 论文内容
第2章 EMP 效应下计算机容错性能测试
    2.1 故障与故障模型
        2.1.1 故障及其分类
        2.1.2 故障模型
    2.2 故障注入
        2.2.1 故障注入原理
        2.2.2 故障注入属性
        2.2.3 常用故障注入技术
    2.3 EMP 效应故障模式的研究
        2.3.1 EMP 对计算机系统影响的机理
        2.3.2 物理故障注入技术在EMP 故障模式研究中的应用
    2.4 嵌入式软件测试系统的研究
    2.5 本章小结
第3章 计算机系统EMP 效应下故障模式研究
    3.1 故障注入系统设计
        3.1.1 故障注入系统功能设计
        3.1.2 故障注入系统结构
        3.1.3 控制器的设计
        3.1.4 负载生成器的设计
    3.2 故障注入系统的实现
        3.2.1 故障注入系统流程
        3.2.2 控制器的实现
        3.2.3 负载生成器的实现
        3.2.4 其它关键模块的实现
    3.3 实验结果分析
        3.3.1 故障模式分析
        3.3.2 故障统计分析
        3.3.3 实验结论
    3.4 本章小结
第4章 软件测试系统的设计与实现
    4.1 软件系统设计
        4.1.1 软件系统功能
        4.1.2 软件总体结构设计
    4.2 软件测试系统各模块的实现
        4.2.1 控制器的实现
        4.2.2 注入器的实现
        4.2.3 负载生成器的实现
        4.2.4 数据回收模块的实现
    4.3 软件测试系统的使用
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]单片机的ESD EMP效应及加固技术研究[J]. 侯民胜,问建.  电子工程师. 2007(02)
[2]微处理器静电电磁脉冲辐照效应试验研究[J]. 臧扬,路潇.  高电压技术. 2006(10)
[3]基于软件故障注入的容错性能评测技术[J]. 谭玲,曲峰,董剑,杨孝宗.  计算机工程与科学. 2005(11)
[4]前进中的可信计算[J]. 闵应骅.  中国传媒科技. 2005(09)
[5]用软件实现的故障注入工具评估错误检测机制[J]. 王建莹,杨孝宗,徐海智.  小型微型计算机系统. 2000(05)
[6]特殊环境条件用计算机[J]. 魏铭炎.  环境技术. 1999(02)
[7]浅谈容错计算[J]. 刘云龙,何广勇.  计算机与通信. 1997(12)



本文编号：3014989