抗輻射容錯(cuò)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在航空航天領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)常常受到輻射的影響。尤其是電磁脈沖,給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠工作帶來了極大的威脅。由于計(jì)算機(jī)工作環(huán)境惡劣難于進(jìn)行人工的維護(hù),但又必須保證計(jì)算機(jī)能夠安全穩(wěn)定的工作,所以如何提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抗輻射能力,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。傳統(tǒng)的抗輻射技術(shù)是在機(jī)器層采用無縫機(jī)殼屏蔽技術(shù)和在部件層使用加固芯片。但是這仍然不能完全屏蔽掉電磁脈沖,耦合進(jìn)入到機(jī)箱中的電磁脈沖依然會(huì)導(dǎo)致硬件失效。如何從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的層面提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)抗

2、輻射能力成為計(jì)算機(jī)抗輻射研究的重要內(nèi)容。
　　本文首先對輻射效應(yīng)和抗輻射技術(shù)進(jìn)行了研究。引入容錯(cuò)理論,從計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)角度提出了一種抗輻射容錯(cuò)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)采用一個(gè)備份源的機(jī)器級冷備份待命儲(chǔ)備系統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)?；诶鋫浞荼葻醾浞輰椛溆绕涫请姶琶}沖有著更好的抗干擾能力,在備份原狀態(tài)的選擇、供電電路的設(shè)計(jì)及檢測器的設(shè)置上都做出相應(yīng)的考慮。
　　然后從CPLD邏輯設(shè)計(jì)及硬件電路兩方面對原k理樣機(jī)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。原理樣機(jī)由2

3、個(gè)主機(jī)板和一個(gè)公共板組成,每個(gè)主機(jī)板上有一個(gè)容錯(cuò)管理模塊。容錯(cuò)管理模塊針對輻射引發(fā)故障頻繁的處理器和 I/O接口電路進(jìn)行故障檢測,并采用瞬時(shí)故障本機(jī)復(fù)位及永久故障系統(tǒng)切換的故障處理機(jī)制。
　　為驗(yàn)證系統(tǒng)故障檢測和故障處理的容錯(cuò)機(jī)制,本文開發(fā)了一個(gè)植入式故障注入系統(tǒng)。注入系統(tǒng)可以向用以進(jìn)行處理器和 I/O接口故障檢測的數(shù)據(jù)線注入永久和瞬時(shí)故障,模擬計(jì)算機(jī)在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行環(huán)境下發(fā)生的各種常見故障。最后通過故障注入系統(tǒng),對原理樣機(jī)的容錯(cuò)機(jī)制進(jìn)