TMR计算机系统FT—HIT的冗余管理技术

ＴＦ－ＨＩＴ是自行研制的３模冗余航天容错计算机系统，系统通过件冗余和主要由软件现容错的冗余管理模式实现系统的容错性能。其冗余管理主要包括：故障检测，故障并蔽 故障隔离等重构与故障恢复等功能。     

TMR计算机系统分布与容错工作方式间的切换

ＦＴ－ＨＩＴ是我们自行研制的三模冗余航天容错计算机。系统采用硬件三模冗余结构和主要由软件实现容错的冗余管理模式，具有容错计算和分布处理两种工作方式，保证了航天容错计算机的高可靠性和强大的处理能力。本文主要论述其容错和分布两种工作方式间的切换机理并给出具体的实现算法，算法对于一     

采用NOP协议实现三模冗余系统的形式化验证

对于安全关键系统容错是其实现安全性的重要手段,为最小化冗余单元之间的关联性,通常采用分布式冗余系统,典型的是三模冗余系统。为了在分布式环境下,实现基于三模冗余机制的容错系统,提出了一种可靠的广播协议-NOP（Node Order Protocol）,它采用预定义的节点顺序解决共享介质冲突,并且在单一故障模式假设下,实现了有序的、可靠的消息传输服务,并采用基于模型检测的形式化方法进行了容错系统安全性的验证。验证结果显示基于NOP协议构建的三模冗余系统,在单一任意故障模式下,能够正确地进行故障的检测和诊断,并保证所有正常节点保持一致状态,从而保证单一故障节点被掩蔽,实现单一故障的容错能力。     

基于MCS8098的容错计算机系统

介绍一台采用硬件冗余组成的ＴＭＲ－ＢＩＴＥ结构的高可靠性容错计算机系统－ＳＣＦＴ－９８的系统设计，系统中三模采用各自独立的时钟，实现系统的任务级同步；采用模块化设计，系统能自动诊断、定位故障，并具有逐步降级的能力。     

一种航空机载容错计算机的冗余管理技术

文章介绍了作者自行研制的一种航空机载容错计算机系统的设计与实现,系统采用双通道热跟随体系结构。重点分析了基于硬件冗余的冗余管理技术。其冗余主要包括:故障检测、故障隔离、通道切换与故障报警等。     

一种以通道热跟随容错计算机系统的设计与实现

以作者自行研制的一种航空机械容错计算机系统为背景,论述了系统的设计原理及实现技术。系统采用基于硬件冗余的双通道热跟随体系结构。其冗余管理主要包括：故障检测、故障隔离、通道切换、故障报警等功能。     

基于PROFIBUS的双边剪控制系统的可靠性设计

针对一个兼有高度实时性和多机械联动的双边剪机组基于PROFIBUS的PLC控制系统,分析了造成系统不可靠的因素,提出了一整套故障预防和故障容错方案来提高系统的可靠性;故障预防主要靠硬件结构设计实现,而故障容错主要根据PROFIBUS--DP固有的特性和CPU强大的诊断能力通过软件实现;主要方法有：抗干扰设计、冗余设计、容错的协议机制、失效安全技术和程序测试;系统的稳定运行表明了该系统可靠性设计的有效性。     

基于STD工业控制机的双容错系统

在工业控制中使用双机系统实现控制的地方非常多,本文给出了一种独立于STD工业控制机的其它功能模板的双容错系统。分析这种双容错系统设计的容错比较冗余模块的组成,给出了实现容错的相应软件。其中包括故障检测、故障机判别、定时、同步逻辑、系统恢复、卷回机制及输出控制等技术的实现。     

高可靠性智能容错网络设计与实现

普通容错网络存在初始启动时间长、切换延时大、部分故障无法处理等缺点,导致可靠性降低;利用设备冗余原理,提出一种高可靠性智能容错网络设计方案,设计了智能双冗余交换机和双冗余网卡及相关驱动软件;结果表明此方案可成功实现网络冗余切换,有效缩短初始启动时间和切换延时并能处理绝大部分故障,提高通信网络的可靠性;本容错网络方案已应用于某军用系统。     

实时嵌入式容错系统的关键技术研究

简要回顾了容错技术的发展过程并分析了不同故障模型下系统的客错方式.对于瞬时故障、间歇性故障的容错可采用软件冗余方法,在实时嵌入式系统中采用软件容错时必须考虑任务的可调度性;而永久性故障则采用硬件冗余方法来解决.在此基础上,描述了一种实时双机嵌入式容错系统的模型,研究了构建容错系统需要解决的双机同步、故障检测及仲裁切换等关键问题和相应的解决方法.     

飞行控制系统设计中的非硬件冗余技术

本研究的主要目的是在保障可靠性需求的前提下,减少飞行控制系统设计中的硬件冗余.所提出的策略主要包括:信息冗余、解析冗余、时间冗余、气动冗余等.将信息冗余从编码范畴扩展到飞控系统线路与传感器故障的检测,同时在充分分析飞控系统信号之间的关系的基础上,给出了它们之间的转换关系,讨论了时间冗余对瞬态故障抑制的作用,并研究了控制面间气动冗余的相互补偿作用.所提供的故障诊断与信号重构方法几乎涉及飞控系统所有重要信号,因此使用这些策略可以降低硬件冗余,同时降低系统复杂度、重量、空间、费用以及研发时间.     

故障监测技术在PXI热备冗余测控系统中的应用

文章介绍了一种利用自检测和互监测方法保证故障监测覆盖率和虚警率,适用于双机热备冗余系统的故障监测技术,主要论述了系统的总体结构,讨论了实现系统主从机状态高速自动切换的关键技术,并重点阐述了在PXI热备冗余测控系统中采用的各种故障监测手段,最终实现了在非实时操作系统下热备冗余系统主从机状态的高速自动切换,提高了测试设备自身的可靠性,保证了测试数据的正确性,有效解决了多种场合下地面测控系统要求长时间不间断可靠工作的难题。     

基于构件的可信软件系统冗余机制及可靠性分析

在高可信软件的设计和开发中,软件容错是提高系统可信性的一种实现技术之一. 容错性就是指软件在故障出现时保证提供服务的能力,对退化故障进行容错的一种处理方式就是依靠冗余技术. 本文在分析结构冗余及其对可信性的影响的基础上,在基于构件的可信软件系统中提出了对核心构件进行冗余的机制,包括单个构件的双模冗余结构、组合构件的双模冗余结构和构件的三取二冗余及其扩展结构,并给出了其故障检测和判断方法. 同时,在各种冗余结构的基础上对系统可靠性能进行分析.     

基于进化硬件的自修复TMR系统设计及其可靠性分析

将进化硬件与传统TMR容错设计思想相结合,提出了一种具有在线自修复功能的自修复TMR系统设计方法。该系统具有多重容错和修复机制:总体采用TMR,可自动检测到故障模块;系统中每个模块均采用组件备份法,可通过组件切换法快速修复模块故障;而模块中每个组件也可通过进化进行修复。因而具有更强的容错能力和更高的可靠性。以具有片内三模冗余的2 bit乘法器为例进行了验证。最后,给出了该系统的可靠性模型,推出了可靠性计算公式,从理论上对该系统的可靠性进行了分析。结果表明:该系统能有效修复stuck-at故障,具有更长的使用寿命和更高的可靠性。     

基于解析余度的机载维护系统故障诊断方法

为了完善机载维护系统的余度管理、自检测监控等功能,同时综合考虑硬件余度和解析余度的特点,将解析余度的故障诊断技术集成并应用于机载维护系统的余度管理、自检测(BIT)辅助监控等,故障诊断的过程分为预警、校验两个步骤,其中在校验过程中提出一种改进的序贯概率比方法,使得在有预警故障存在的情况下,加速校验过程以满足实时性。以进一步满足机载维护系统故障诊断的实时性和鲁棒性。最后,通过仿真结果及分析表明该技术应用在机载维护系统中具有鲁棒性、实时性。     

不确定系统鲁棒解析余度的最优设计

本文给出了鲁棒故障检测的性能指标，采用广义特征结构理论求解性能指标，可得出用于系统故障检测的最优和次最优鲁棒解析余度。文中针对喷气发动机在不同工作点运行的一组模型，采用本文方法对系统的故障进行了检测，仿真结果表明，对所有的工作点模型均能得到满意的检测效果。     

一种多模冗余结构存储器系统的容错设计研究

某型飞机代码转换器存储器用于存储ARINC419总线数据的地址,针对存储器数据易丢失影响数据传输的故障,提出了采用多模冗余结构的存储器系统容错设计方案;首先研究了三模冗余结构的可靠性,分析了存储器采用冗余结构设计的可行性,在此基础上,给出了多模冗余结构存储器实现方法和逻辑电路,并对其容错性进行了分析;实际工程应用表明,采用多模冗余结构存储器设计提高了国产化代码转换器的可靠性,降低了该设备的故障率。     

基于键合图模型的新型解析冗余关系故障诊断方法研究

研究了通过诊断键合图模型建立系统解忻冗余关系(ARRs)的故障诊断方法.通过在系统键合图中加入虚拟传感器的方法建立系统的诊断键合图,根据诊断键合图模型的因果关系路径构建系统的解析冗余关系和系统故障特征矩阵,并利用系统实际观测特征与故障特征的比较进行系统的故障检测和隔离,通过在双容水箱系统的仿真验证,证明了该方法便捷性和...     

余度系统中的动态同步和表决控制

在多通道余度系统的研究和应用中,同步问题是整个余度系统正确运行的基本保证。基于多交叉通道模型和同步时间的静态分配策略,提出动态时间容错方法。针对该方法,设计基于时间容错的动态表决控制算法,实现多通道系统中的动态同步。给出动态同步表决控制逻辑,用于控制表决时间并监测表决数据。理论分析和实验结果表明,时间容错的动态表决控制算法扩展了任务处理的时间窗口,与静态同步算法相比,可有效降低通道故障率,提高对瞬时干扰的抵御能力以及余度系统的可靠性。