文档介绍：星载并行计算机硬件系统可靠性设计与分析国防科学技术大学研究生院工学硕士学位论文盐箕狃丕堡结掏二五年十一月硕士生姓名学科专业研究方向指导教师赵:叵让簋扭拦堂生夔苤型煎笪塾援分类号学号霶公珏罾级
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里堕型堂垫查奎兰堕墅生堕兰堡笙兰第一章绪论§课题研究背景§课题研究内容星载计算机系统是卫星上对信息进行采集、处理、分配和存储的关键部件,是一个工作于苛刻的空间条件下,对密集性很高的复杂卫星综合电子系统进行信息综合的数据处理平台。因此系统对于硬件可靠性和软件可信性要求非常高。此外,由于星上数据处理面临的任务越来越复杂,对星载计算机系统的性能提出了更高的要求,致使其设计复杂性不断增加,从而星载计算机系统的可靠性问题变得更加重要。因此研究星载计算机系统的高可靠性设计具有重要的理论和实际意义。从高可信计算的角度而言,计算机系统提供可信赖服务的能力称为可信性,可信性主要包括三个方面的内容:可用性,可控性和安全性。可用性可分为可靠性、高服务质量保证性等多种属性,而可靠性又可细分为可维护性、健壮性等。采用嵌入式技术设计的星载并行计算机系统强调实时应用的高可靠性。近年来,随着嵌入式系统的迅速发展,高可信计算技术在嵌入式计算机系统中的应用愈加广泛,在航空电子学、工业控制、网络计算和银行业等实时处理领域更是如此。面对当前的实时处理应用,目前的嵌入式体系结构面临着前所未有的高吞吐量和高可靠性的挑战。本文所讨论的星载并行计算机,就是出于以上原因而由我们自行设计研发的高性能高可靠嵌入式星载计算机系统。计算机系统可靠性设计的目标是在技术与成本的约束下尽可能地加强系统的可靠性,一方面不能低于系统的可靠性要求标准,另一方面,不切实际的提高可靠性则会受到现有技术与造价的限制。在星载并行计算机系统的设计中,我们对要求达到的性能、可靠性和成本进行了详细的分析和权衡,提出了切实可行的高可靠性实现方案,即双⑿兴ɑ冷备份技术。整个系统由计算机甲和计算机乙组成,两台计算机具有相同的双⑿刑系结构,乙机作为甲机的冷备份,容错模块负责监视系统的工作状态并进行切换与降级。在双⑿薪峁怪胁捎没诠蚕碇鞔娴姆绞绞迪植煌岬闵先挝裰涞囊酵ㄐ牛τ不必感知任务的位置来进行较为复杂的远程通信,降低了并行应用的开发难度。基于共享芟叩腎/?椋和总线接口,为多处理器提供支持。在以上星载并行计算机系统的实现中,我们在分别在器件选型可靠性、印制电路板可靠性、逻辑电路可靠性、部件可靠性、系统可靠性以及软件可靠性等多个层次上进行了全第
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