面向COTS DSP軟錯(cuò)誤的故障恢復(fù)技術(shù)研究.pdf

1、數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processor，DSP）在航天領(lǐng)域尤其是星載處理器中有著廣泛應(yīng)用，然而空間高能粒子輻照導(dǎo)致的瞬態(tài)故障會(huì)嚴(yán)重影響DSP的可靠性。雖然抗輻照器件能夠有效抵御空間粒子輻照影響，但同時(shí)會(huì)在功耗、性能等方面引入巨大開銷。相較于硬件抗輻照器件，利用軟件容錯(cuò)技術(shù)提高商用（Commercial Off-The-Shelf，COTS）DSP的可靠性在性能、功耗、成本和開發(fā)效率等方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)。因此研究

2、基于COTS DSP平臺(tái)的軟加固技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
　　本文在分析現(xiàn)有軟加固技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究針對(duì)COTS DSP線性匯編程序的錯(cuò)誤恢復(fù)技術(shù)，主要工作如下：
　　1)提出了一種針對(duì)線性匯編程序的高效控制流恢復(fù)方法DCCLA。DCCLA基于線性匯編程序的特點(diǎn)，提出了循環(huán)體塊和非循環(huán)體塊的概念，并以之為基本加固單元實(shí)現(xiàn)控制流錯(cuò)誤的檢測(cè)和恢復(fù)。DCCLA利用指令計(jì)數(shù)和標(biāo)簽分配機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)基本塊內(nèi)部、基本

3、塊之間以及過程間的控制流錯(cuò)誤的檢測(cè)。在此基礎(chǔ)上DCCLA采用分層處理機(jī)制實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤恢復(fù)。此外，DCCLA還提出了針對(duì)不同性能和可靠性約束的三種優(yōu)化策略。
　　2)提出了一種基于程序冪等性分析的細(xì)粒度錯(cuò)誤恢復(fù)方法FFRBI。FFRBI基于程序冪等性分析識(shí)別冪等域，并利用指令復(fù)算機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流錯(cuò)誤檢測(cè)，最后采用重新執(zhí)行冪等域的策略恢復(fù)數(shù)據(jù)流錯(cuò)誤。FFRBI的優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)到錯(cuò)誤后能夠以較低的時(shí)空開銷實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流錯(cuò)誤恢復(fù)。此外，F(xiàn)FRBI能夠