基于ATCA架構的高速同步通信系統(tǒng)容錯設計研究.pdf

1、本文首先研究了可信計算的基本原理和基本容錯手段及基本容錯模型分析，分析了現(xiàn)代高通信系統(tǒng)的基本框架和層級結構；分析了SDH（Synchronous Digital Hierarchy）的特征及網(wǎng)路層級結構；分析了網(wǎng)絡設備的分類和功能；分析了ATCA架構的結構組成和特征及相應的容錯接口。
　　重點對基于ATCA架構的高速同步設備進行了容錯設計。按照容錯的系統(tǒng)層次來分析，對高速同步設備進行系統(tǒng)級、板卡級、芯片級及門級容錯設計，并分析了各

2、層次模型的可靠性能。對信息處理板采用板級的雙模冗余模型，在信號接入板卡上設計了芯片級雙模冗余模型并分析模型性能，在線卡板上信息幀處理采用門級冗余模型并分析模型性能。在系統(tǒng)管理和功能配置上，研究設計了基于I2C（Inter－Integrated Circuit）串行總線多模冗余容錯模型并分析了模型性能。利用背板時鐘總線設計了同步時鐘多模冗余容錯模型并分析了模型的性能。
　　對系統(tǒng)進行上述容錯模型的綜合，對處理板卡級雙模冗余模型、線卡

3、上芯片級、門級雙模冗余模型和系統(tǒng)配置管理以及系統(tǒng)同步時鐘多模冗余模型進行串并相關性系數(shù)設置，得到一個系統(tǒng)可靠性綜合模型，并分析綜合模型的性能。
　　在系統(tǒng)性能分析上，以線卡單線路數(shù)據(jù)功能流為級別進行馬爾科夫狀態(tài)轉換分析，給出了系統(tǒng)馬爾科夫狀態(tài)轉換圖和轉換矩陣，并給出了系統(tǒng)狀態(tài)微分方程。用龍格-庫塔方法對微分方程求解，得到系統(tǒng)可靠性和可用性指標。
　　對系統(tǒng)進行智能可維性設計，其基本原理是，系統(tǒng)的狀態(tài)是通過系統(tǒng)功能模塊狀態(tài)寄存

4、器讀取，故障類別和位置通過狀態(tài)的讀取，狀態(tài)位的信息通過分析程序對系統(tǒng)不同級別的故障進行自我修復或提供故障人工修復提示。
　　在系統(tǒng)工程設計提出了系列的布局布線規(guī)則，對高速接口匹配做了分析，對板卡的PCB設計提出了詳細的規(guī)范。
　　利用信號發(fā)生器和信號測試平臺，對系統(tǒng)信號處理性能進行了全面測試，主要對ATCA背板高速信號和線卡板輸出SDH光信號進行測試，并進行了考機，得出了測試結果并分析了測試結果。
　　通過測試分析，本