利用内容可寻址技术的存储器BISR方法

随着缺陷密度的增加,在存储器中设计冗余行或冗余列替换有缺陷的存储器单元已成为提高存储器成品率的常用方法.然而基于冗余行或冗余列的修复方法不仅对冗余资源的利用率较低、冗余分析算法较复杂,且受限于存储器生产厂商提供的冗余资源结构.针对此,提出了利用内容可寻址技术结合冗余行和冗余列来修复存储器的方法.该方法中,内容可寻址存储器不仅用于存储修复信息,还被用于当作冗余字替换故障字实现字修复,而冗余行和冗余列则分别用于修复行或列地址译码故障;并在译码逻辑输出端设计控制电路,避免对已修复的故障字进行访问.文中方法简单易行、面积开销小、利于扩展且修复效果好.实验结果表明,该方法在获得同样修复效率的情况下,冗余资源和内容可寻址存储器面积开销最小约为已有二维冗余修复方法的20%.     

基于抗辐照龙芯的星载计算机容错启动研究

将硬件冗余、检错纠错和刷新技术相结合,设计了一种以龙芯1E处理器为核心且使用FLASH存储引导程序的新型容错星载计算机结构。在对存储器进行冗余备份的基础上,采用硬件EDAC和刷新技术提高了存储器数据的可靠性。基于这种新型硬件结构设计,分析了星载计算机的可靠性,并提出了一种星载计算机高可靠容错启动方案。该方案通过利用硬件冗余资源和软件备份屏蔽了存在故障的存储芯片及出错软件,从而引导星载计算机正常启动。实验结果表明,该方案有效地屏蔽了常见的星载计算机启动故障,提高了星载计算机的可靠性。     

环网处理器阵列的容错重构技术

高效的容错技术对于提高多处理器系统的可靠性至关重要。环网(Torus)是连接多处理器阵列的重要网络结构,而环网处理器阵列上的容错重构技术目前尚属空白。针对环网阵列的特殊连接方式,将环网阵列重构问题转化为矛盾图上求解最大独立集问题。矛盾图上的结点表示故障处理器的替换方案,而边代表了不同替换方案之间的不可共存特性。主要是根据三种不同的冗余处理器分布方案,设计生成矛盾图算法,求解最大独立集算法,以及由独立集生成逻辑处理器阵列算法,取得了令人满意的结果。实验结果表明,当阵列规模较小或故障率较低时,一行一列和十字型的冗余单元分布的重构能力较好;而随着阵列规模或故障率的增大,三种冗余单元分布策略的重构成功率都随之下降,但可通过增加冗余单元以及调整冗余分布来改善容错效果。此外,从实验结果中还可以看出,环网处理器阵列的容错能力显然优于网格(Mesh)处理器阵列。     

基于SRAM型FPGA的实时容错自修复系统设计方法

为提高辐射环境中电子系统的可靠性,提出了一种基于SRAM型FPGA的实时容错自修复系统结构和设计方法。该设计方法采用粗粒度三模冗余结构和细粒度三模冗余结构对系统功能模块进行容错设计;将一种细粒度的故障检测单元嵌入到各冗余模块中对各冗余模块进行故障检测;结合动态部分重构技术可在不影响系统正常工作的前提下实现故障模块的在线修复。该设计结构于Xilinx Virtex誖-6 FPGA中进行了设计实现,实验结果表明系统故障修复时间和可靠性得到显著提高。     

高可靠磁盘阵列的设计

可靠性是网络存储系统最重要的指标之一，冗余磁盘阵列(RAID)是网络存储系统的基础和关键部件，RAID一方面通过冗余数据或校验信息增强容错能力；另一方面通过硬件部件冗余来提高系统可靠性。重点研究提高RAID可靠性的关键技术。分析降低磁盘阵列可靠性的几种主要因素：系统故障、不可纠位错误和相关联的磁盘故障，研究相应的防御措施，对双重校验信息冗余技术、硬件部件冗余技术、快速故障盘重建等关键容错技术进行研究与探讨。     

“热同步”并机险

市场的需求和技术进步是推动UPS供电系统发展的两大动力。为达到信息资源共享和统一集中调度、分配信息资源,对于某些重要的网络用户(例如:银行、军事、通信、交通等的网管中心)来说,为确保能安全、可靠、连续和高速地处理和交换数据信息,其UPS供电系统的故障率应该非常之低。Powerware(爱克赛)公司研发出一种独特的“热同步”并机技术(专利技术),具有高度“容错”性。所谓“容错”特性是指在整个UPS供电系统中,如果因故造成某台UPS出故障时,它能够自动“识别”及向用户“报警”指示有故障的UPS,并自动将这台有故障的UPS“脱     

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。     

FPGA块存储器的多位翻转容错设计

在高可靠性航空航天、航空电子设备和军用应用中,辐射引发的多比特翻转(MBU)成为FPGA存储器的一个主要的可靠性问题;传统的单比特错误纠正(SEC)和双比特错误检测(DED)无法对FPGA存储器发生的MBU故障提供防护,引发存储器的存储故障;为了减少MBU造成的影响,设计了RM(2,5)编码防护系统对FPGA块存储器进行容错防护,实现了单个码字小于4位的翻转错误的纠正;对RM编码系统进行了三模冗余设计,解决了RM码不具备抗辐射的缺陷;设计的RM(2,5)编译码模块在Xilinx Virtex-5 FPGA中实现,编码模块频率以225.284 MHz运行,占用LUT资源1.33％;通过理论分析和硬件实验表明,该错误检测与纠正(EDAC)系统能够纠正4位以下的翻转,提高FPGA存储器的可靠性.     

容错计算技术

一、引言 伴随着计算机的产生,容错技术在不断发展,过去计算机可靠性的提高,主要是采用避错技术,在机器的设计生产过程中对元器件的质量进行严格把关,以使产品能满足所规定的可靠性标准。 而采用容错技术则允许系统在出现某些特定硬件故障或软件错误时,系统仍然能够执行规定的一组程序(或算法),或者说程序不会因系统中的故障而中止或被修改,并且执行结果也不包含系统中故障所引起的错误而继续正常运行,同时容错技术还可以降低对元器件的质量要求。 二、容错计算基本技术 容错基本技术本质上是冗余及其管理、故障检测与诊断和系统状态的维     

舰艇控制系统冗余以太网设计

为了提高舰艇控制系统的可靠性,提出了基于 QNX 操作系统的舰艇控制系统冗余以太网,并且在设计系统时充分考虑了故障的自诊断和软件容错的实现.介绍了冗余以太网需解决的问题,着重分析了冗余以太网拓扑结构,以太网节点号和网络节点图的自动生成,以太网进程结构和工作过程.实际使用表明,采取的容错措施行之有效,基本达到了设计要求.     

一种新的容错ATM交换机结构的冗余路径分析

异步传输模式ATM是国际化电信联盟建议用于宽带综合业务数字网（B－ISDN）的传输模式。容错是提高网络可靠性的主要方法。该文讨论了一种新的容错ATM交换机结构。该结构以Banyan交换机结构为基础,通过增加子交换单元和扩展链路来增加冗余路径的数目,该结构可以容错多个故障,并且冗余路径的数目随着交换机级数的增加而指数增长。同现有文献中其它容错ATM交换机对比分析可以看出,在具有相近的交换元素个数的前提下,建议的交换机提供了更高的容错能力。     

研华推出串行设备冗余连网服务器

近日研华推出冗余串行设备连网服务器———ADAM4 5 70 /45 71S。它可以通过驱动,将转换器的串口映射为主机的一个“虚拟串口”,可以不更改主机软件而直接将串口设备连接到以太网。特别地,可以通过简单设置“主机冗余”和“设备冗余”实现冗余设备连网。当主机或设备突发故障时,转换器可自动切换到冗余回路,实现工业控制的连续运行。冗余控制包括主机冗余和设备冗余,是用于关键任务场合为防止由于某一主机或设备的突发故障而导致系统瘫痪的重要措施,在工业控制中有广泛的需求。传统的串行设备以太网透明转换器不提供冗余控制功能。ADAM4…     

改善存储系统可靠性的一种有效方法

本文介绍一种存储校正技术,可将只能检测单错的奇偶校验扩充到可以校正固定单错和校正故障时间超过两个读写周期的间歇型单错。实现这种校正技术只要在一般的存储控制电路中多用几块“与-非”电路便可。当执行校正时,须要多耗用一个存储周期,进行校正。本文给出校正算法,详细分析了校正范围,并简要介绍该算法在一个8K磁心存储器中实现的情况。该算法不但适用于磁心存储系统,尤其适用于牛导体存储系统。     

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.     

运载火箭单惯组多表冗余的故障诊断与重构

惯性测量装置冗余是运载火箭中经常采用的一种用来提高其惯性导航系统可靠性的技术,根据冗余方式的不同,惯性测量装置冗余技术可分为系统冗余和单表冗余,分析了现有航天器惯性导航系统采用的冗余技术,从系统的重量、体积和成本方面比较,单表冗余具有明显优势;为此,从单表冗余角度介绍了一种运载火箭十表冗余的捷联惯性测量组合冗余管理方案,对冗余配置的陀螺仪和加速度计测量信息进行故障诊断,将故障定位到具体的某个陀螺仪或加速度计,在两度故障下,仍能够进行典型故障诊断,对故障仪表隔离后进行信息重构,实现一度故障及部分两度故障情况下导航信息的正常输出,增强了运载火箭惯导系统对惯组故障的容错能力。     

冗余链路技术在工业以太网中的应用分析

结合以太网的通信机制，通过冗余链路技术来提高工业以太网通信网络系统的可靠性和容错能力，重点分析了通过生成树协议或快速生成树协议解决冗余链路技术所产生的交换环路问题，及冗余链路技术在工业以太网中的应用。     

基于容错技术的处理器设计

如何提升处理器本身的容错性能,使其能够更好地应用于各种复杂多变的环境,已经成为当前研究的热点;对于这一问题,可以将故障屏蔽技术(三模块冗余,校正器)和故障恢复技术(多数表决恢复,检查点)综合应用到处理器的容错设计中;以VHDL代码实现的8051处理器为研究对象,综合采用上述方法设计容错处理器,并在仿真环境下采用故障注入的方法对其容错性能进行测试和验证;研究表明采用这些技术可以构造具有良好可信性和稳定性的容错处理器。     

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。     

三模冗余中局部重构及模块同步技术研究

传统的三模冗余方法仅能容错,无法进行故障修复,当两个模块出错时系统将无法正常工作;采用局部动态可重构技术虽然可以修复故障,但修复后的模块与其他模块状态不同步,无法立即工作,需等待系统完成当前任务后重新同步,在同步前如果另有模块发生故障,系统仍将无法工作。本文对三模冗余系统中的模块同步方法进行了研究,当某一故障模块被重构修复后,可以迅速与其他模块同步,尽快加入系统工作,避免因故障积累造成的系统失效。该方法可以有效缩短冗余模块从故障修复到重新加入系统工作之间的等待时间,大大提高三模冗余的可靠性。     

集群的发展之路——服务器的集群与高可用性浅析

集群是指物理上连接并紧密集成的两台或多台服务器,目的是提高可用性和可伸缩性。这些服务器不完全相同但十分相似,每台都能独立完成特定的任务。运行一个集群需要特殊的软件、硬件支持。 高可用性是指,在不需要操作者干预的情况下,防止故障或从故障中恢复的解决方案。它不必像容错系统那样提供额外的正常运行时间(需要额外的费用)。高可用性系统的以下几个特征是容错系统所没有的:从错误中立刻恢复,而不是需要数秒或更长时间;对那些即使是很少发生故障的部件都进行冗余。高可用性系统的典型用户比容错系统用户更能容忍极短时间的停机,但同时他们不必为采用容错技术而付出高额的费用。 随着计算机技术的迅速发展和企业采用计算机的领域越来越多,集群技术必然是一条很好的发展之路。