新一代汽车电子系统功能安全可靠性目标保障研究
发布时间：2021-05-22 04:37
汽车嵌入式系统固有的异构性、交互性和多样性要求信息世界（网络计算）和物理世界之间有着紧密的交互和深度的融合,使得新一代汽车电子系统成为典型的汽车信息物理系统（Automotive Cyber Physical System,ACPS）。作为高度安全关键的系统,ACPS有着系统级的安全可靠要求。同时,为应对汽车事故风险提出的功能安全以及专门针对汽车电子系统发布的功能安全标准ISO 26262更是将汽车电子系统的安全可靠性需求提高到了一个新的高度。因而保障汽车电子系统的可靠性问题是长久以来的研究重点与难点。基于此,本文面向新一代汽车电子系统功能安全问题,以保障基于DAG模型的分布式汽车功能可靠性目标为主要目标,提出了高效非容错和容错两种情况下的可靠性目标保障方法,主要工作如下:首先,针对新一代汽车电子系统复杂的系统结构以及分布式汽车功能任务之间的复杂关系,将汽车电子系统的异构计算单元以及功能应用进行模型抽象,以更精确的模型对其进行描述。同时,针对基于DAG模型的可靠性目标调度问题,对调度方法进行归类总结并对可靠性目标调度研究进展进行详细阐述。其次,提出一种非容错情况下基于几何平均值的可靠性...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 汽车电子系统概述
1.1.2 ACPS角度研究新一代汽车电子系统
1.2 国内外研究现状
1.2.1 功能安全需求
1.2.2 可靠性目标保障问题
1.3 本文主要工作
1.4 本文组织结构
第2章 相关研究及进展
2.1 汽车电子系统调度模型抽象
2.1.1 异构计算单元抽象
2.1.2 功能应用的DAG抽象
2.2 研究进展
2.2.1 调度研究进展
2.2.2 非容错可靠性目标保障研究进展
2.2.3 容错可靠性目标保障研究进展
2.2.4 研究进展小结
2.3 本章小结
第3章 可靠性目标下的资源最小化非容错调度
3.1 相关模型
3.1.1 异构计算任务的可靠性模型
3.1.2 资源消耗成本模型
3.2 问题陈述
3.3 高效的可靠性目标保障算法
3.3.1 任务排序
3.3.2 现有MRCRG方法
3.3.3 几何平均值
3.3.4 可靠性目标保障
3.3.5 RGAGM算法
3.3.6 RGAGM算法示例
3.4 实验
3.4.1 真实汽车功能实验
3.4.2 随机生成的功能实验
3.5 小结
第4章 容错机制下的高效可靠性目标保障调度
4.1 相关模型
4.1.1 容错机制下的可靠性模型
4.1.2 响应时间模型
4.2 高效的可靠性目标保障算法
4.2.1 现有HRRTM方法
4.2.2 容错下的几何平均值
4.2.3 可靠性目标保障
4.2.4 最小化响应时间
4.2.5 GMFRP算法
4.2.6 GMFRP算法示例
4.3 实验
4.3.1 真实汽车功能实验
4.3.2 随机生成的功能实验
4.4 小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士期间发表的学术论文
附录B 攻读硕士学位期间所参与的项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]可靠性感知周期任务能耗管理调度算法[J]. 张忆文,王成. 计算机科学与探索. 2017(05)
[2]异构分布式系统DAG可靠性模型与容错算法[J]. 谢国琪,李仁发,刘琳,杨帆. 计算机学报. 2013(10)
[3]信息-物理融合系统若干关键问题综述[J]. 李仁发,谢勇,李蕊,李浪. 计算机研究与发展. 2012(06)
[4]可靠性代价和Makespan驱动的分布式容错调度算法[J]. 景维鹏,吴智博,刘宏伟,董剑. 高技术通讯. 2012 (05)
[5]汽车电子电气系统的功能安全标准ISO26262[J]. 刘佳熙,郭辉,李君. 上海汽车. 2011(10)
[6]处理器可靠性约束的电压频率岛NoC能耗优化[J]. 张剑贤,周端,杨银堂,赖睿,高翔. 电子与信息学报. 2011(09)
[7]异构分布式系统混合型实时容错调度算法[J]. 邓建波,张立臣,邓惠敏. 计算机科学. 2011(03)
[8]可靠性代价驱动的实时任务调度算法[J]. 张君雁,杨国纬,罗旭斌. 计算机科学. 2003(01)
[9]分布式实时系统的容错调度算法[J]. 秦啸,庞丽萍,韩宗芬,李胜利. 计算机学报. 2000(10)
博士论文
[1]异构并行分布式系统可信调度理论与方法研究[D]. 唐小勇.湖南大学 2013
[2]新一代汽车电子系统的网络体系结构若干关键技术研究[D]. 谢勇.湖南大学 2013
硕士论文
[1]基于分层调度的实时系统容错技术研究[D]. 刘琳.湖南大学 2013
[2]基于ISO 26262标准的安全关键嵌入式软件开发技术与工具[D]. 耿莉莉.浙江大学 2013
本文编号：3200997
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 汽车电子系统概述
1.1.2 ACPS角度研究新一代汽车电子系统
1.2 国内外研究现状
1.2.1 功能安全需求
1.2.2 可靠性目标保障问题
1.3 本文主要工作
1.4 本文组织结构
第2章 相关研究及进展
2.1 汽车电子系统调度模型抽象
2.1.1 异构计算单元抽象
2.1.2 功能应用的DAG抽象
2.2 研究进展
2.2.1 调度研究进展
2.2.2 非容错可靠性目标保障研究进展
2.2.3 容错可靠性目标保障研究进展
2.2.4 研究进展小结
2.3 本章小结
第3章 可靠性目标下的资源最小化非容错调度
3.1 相关模型
3.1.1 异构计算任务的可靠性模型
3.1.2 资源消耗成本模型
3.2 问题陈述
3.3 高效的可靠性目标保障算法
3.3.1 任务排序
3.3.2 现有MRCRG方法
3.3.3 几何平均值
3.3.4 可靠性目标保障
3.3.5 RGAGM算法
3.3.6 RGAGM算法示例
3.4 实验
3.4.1 真实汽车功能实验
3.4.2 随机生成的功能实验
3.5 小结
第4章 容错机制下的高效可靠性目标保障调度
4.1 相关模型
4.1.1 容错机制下的可靠性模型
4.1.2 响应时间模型
4.2 高效的可靠性目标保障算法
4.2.1 现有HRRTM方法
4.2.2 容错下的几何平均值
4.2.3 可靠性目标保障
4.2.4 最小化响应时间
4.2.5 GMFRP算法
4.2.6 GMFRP算法示例
4.3 实验
4.3.1 真实汽车功能实验
4.3.2 随机生成的功能实验
4.4 小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士期间发表的学术论文
附录B 攻读硕士学位期间所参与的项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]可靠性感知周期任务能耗管理调度算法[J]. 张忆文,王成. 计算机科学与探索. 2017(05)
[2]异构分布式系统DAG可靠性模型与容错算法[J]. 谢国琪,李仁发,刘琳,杨帆. 计算机学报. 2013(10)
[3]信息-物理融合系统若干关键问题综述[J]. 李仁发,谢勇,李蕊,李浪. 计算机研究与发展. 2012(06)
[4]可靠性代价和Makespan驱动的分布式容错调度算法[J]. 景维鹏,吴智博,刘宏伟,董剑. 高技术通讯. 2012 (05)
[5]汽车电子电气系统的功能安全标准ISO26262[J]. 刘佳熙,郭辉,李君. 上海汽车. 2011(10)
[6]处理器可靠性约束的电压频率岛NoC能耗优化[J]. 张剑贤,周端,杨银堂,赖睿,高翔. 电子与信息学报. 2011(09)
[7]异构分布式系统混合型实时容错调度算法[J]. 邓建波,张立臣,邓惠敏. 计算机科学. 2011(03)
[8]可靠性代价驱动的实时任务调度算法[J]. 张君雁,杨国纬,罗旭斌. 计算机科学. 2003(01)
[9]分布式实时系统的容错调度算法[J]. 秦啸,庞丽萍,韩宗芬,李胜利. 计算机学报. 2000(10)
博士论文
[1]异构并行分布式系统可信调度理论与方法研究[D]. 唐小勇.湖南大学 2013
[2]新一代汽车电子系统的网络体系结构若干关键技术研究[D]. 谢勇.湖南大学 2013
硕士论文
[1]基于分层调度的实时系统容错技术研究[D]. 刘琳.湖南大学 2013
[2]基于ISO 26262标准的安全关键嵌入式软件开发技术与工具[D]. 耿莉莉.浙江大学 2013
本文编号：3200997
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