抗輻射容錯計算機的設計與實現(xiàn).pdf

1、在航空航天領域,計算機系統(tǒng)常常受到輻射的影響。尤其是電磁脈沖,給計算機系統(tǒng)的可靠工作帶來了極大的威脅。由于計算機工作環(huán)境惡劣難于進行人工的維護,但又必須保證計算機能夠安全穩(wěn)定的工作,所以如何提高計算機系統(tǒng)的抗輻射能力,具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。傳統(tǒng)的抗輻射技術是在機器層采用無縫機殼屏蔽技術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,耦合進入到機箱中的電磁脈沖依然會導致硬件失效。如何從計算機體系結(jié)構(gòu)的層面提高計算機系統(tǒng)抗

2、輻射能力成為計算機抗輻射研究的重要內(nèi)容。
　　本文首先對輻射效應和抗輻射技術進行了研究。引入容錯理論,從計算機的設計角度提出了一種抗輻射容錯計算機的設計方案。系統(tǒng)采用一個備份源的機器級冷備份待命儲備系統(tǒng)方式實現(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、供電電路的設計及檢測器的設置上都做出相應的考慮。
　　然后從CPLD邏輯設計及硬件電路兩方面對原k理樣機進行詳細設計與實現(xiàn)。原理樣機由2

3、個主機板和一個公共板組成,每個主機板上有一個容錯管理模塊。容錯管理模塊針對輻射引發(fā)故障頻繁的處理器和 I/O接口電路進行故障檢測,并采用瞬時故障本機復位及永久故障系統(tǒng)切換的故障處理機制。
　　為驗證系統(tǒng)故障檢測和故障處理的容錯機制,本文開發(fā)了一個植入式故障注入系統(tǒng)。注入系統(tǒng)可以向用以進行處理器和 I/O接口故障檢測的數(shù)據(jù)線注入永久和瞬時故障,模擬計算機在現(xiàn)實運行環(huán)境下發(fā)生的各種常見故障。最后通過故障注入系統(tǒng),對原理樣機的容錯機制進