雙機(jī)系統(tǒng)的冗余及仲裁策略研究.pdf

1、在航空航天、軍事領(lǐng)域、工業(yè)控制等關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域中，需要高可靠性的保障。如何保證系統(tǒng)快速、精確、可靠、持久運(yùn)行，是需要重點(diǎn)研究解決的關(guān)鍵問題之一，這需要系統(tǒng)具備冗余和容錯(cuò)能力。本文研究了雙機(jī)冗余系統(tǒng)的容錯(cuò)技術(shù)和方法，提出了基于雙機(jī)熱備份冗余模式的雙DSP系統(tǒng)方案。本文主要內(nèi)容分為三部分，分別是冗余方案的選擇，雙DSP系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。
　　首先，本文研究了容錯(cuò)處理技術(shù)，對(duì)各種雙機(jī)冗余方式進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，比較了各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)

2、，進(jìn)而根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)提出了雙余度熱備份DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，該方案的特點(diǎn)是系統(tǒng)簡單高效，體積小，功耗低，響應(yīng)快，特別適合嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域。
　　其次，對(duì)雙DSP系統(tǒng)硬件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。先是介紹硬件結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)，根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)選擇合適的DSP和FPGA型號(hào)，然后再研究了雙機(jī)同步方式的基礎(chǔ)上確定了雙DSP系統(tǒng)同步設(shè)計(jì)，并對(duì)雙機(jī)通訊、檢錯(cuò)邏輯和仲裁切換模塊進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用雙口RAM以及McASP實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通訊，采用FPGA可編程邏輯

3、器件設(shè)計(jì)檢錯(cuò)和仲裁切換電路，并進(jìn)行了相關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。
　　最后，對(duì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化和層次化的設(shè)計(jì)，先介紹系統(tǒng)軟件的主要功能模塊及結(jié)構(gòu)，然后具體實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)可靠通訊和同步，并提出了比較仲裁的實(shí)現(xiàn)算法。同時(shí)，還設(shè)計(jì)了各模塊的自檢方法，增強(qiáng)系統(tǒng)檢錯(cuò)糾錯(cuò)能力。在軟件容錯(cuò)方面，采用指令冗余、軟件陷阱、軟件看門狗等方法來使發(fā)生故障的系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。另外，為了驗(yàn)證系統(tǒng)容錯(cuò)性能，還進(jìn)行了失效模擬仿真，包括硬件故障模擬和軟件故