冗余CAN总线高可用计算机系统设计与实现

设计了一种基于双冗余CAN总线、支持可更换操作的高可用计算机系统。介绍了高可用计算机系统r的组成和更换模式;设计了基于控制器级冗余的通讯系统结构;采用MPC8313处理器实现了高可用计算机原型系统。验证实验表明,该系统实现了计算机模块的可更换,具有较高的可靠性和可用性。     

空间机器人分布式控制系统

针对六自由度机器人控制系统的特点以及空间环境对系统的影响,提出基于双冗余设计思想的分布式视觉伺服控制系统。该系统由主控制计算机和关节控制器、手爪控制器、手眼视觉控制器等多个节点组成。系统采用冷热两级双冗余CAN总线作为各模块问的通信总线,各节点均采用双冗余设计。各智能节点通过主控计算机的规划和协调完成对机器人系统的控制功能,解决了空间机器人控制系统处理能力、空间适应性和通信实时性等问题,并进行了系统集成和性能、功能的测试,验证了该设计方案的可行性。     

基于PeliCAN协议的AUV总线系统设计

设计了基于PeliCAN协议的AUV总线系统;文中介绍了系统总体设计,系统工作流程和基于报文滤波的数据通讯过程;重点介绍了在报文标志符中加入子设备地址的设计方法,在CAN总线原有的开放性基础上,使AUV系统的设备构成更加灵活自由,系统采用双冗余方法,备用总线使系统具有传输容错能力,监测记录系统作为主控计算机的备份,可代替发生故障的主机维持系统正常运转,提高了AUV的可靠性。     

多线程环境下DSP和主机间高速数据I/O方法的研究和实现

TI TMS320DM642是款性能优良的多媒体DSP。文中重点介绍了在多线程环境下DM642和计算机间如何通过PCI总线进行大批量数据高速输入输出的方法及其实现具体过程。     

基于CPLD的Profibus-DP冗余双网切换逻辑的设计

Profibus-DP总线在工业现场控制系统中应用非常广泛,为了提高系统的可靠性,工业控制系统多采用冗余双网Profibus-DP总线通信,当一条Profibus-DP总线出问题时,Profibus-DP系统可以利用冗余双网切换逻辑切换到另一条Profibus-DP总线运行,该切换逻辑基于CPLD,实现了Profibu...     

基于双冗余CAN总线的同步系统设计

针对当前工程机械、有轨电车中的CAN总线网络由于线路断裂导致通信中断的问题，提出一种新型的双冗余CAN总线同步系统。该系统提高了传统的双冗余CAN总线发送的同步性，同时解决了CAN总线因错误重发导致的冗余线路时间差问题。多次试验结果表明，该设计提高了CAN总线冗余线路的实时性和安全性，在单线路短路、断路等情况下无丢失数据的现象，对工程机械、有轨电车的稳定运行具有一定的应用价值。     

嵌入式系统在煤矿安全监控系统中的应用

论文简要介绍了内置ARM7内核的LPC2292微控制器构成的煤矿安全监控系统的软件和硬件,利用μC/OS-II操作系统和各种输入输出任务构造了应用系统,并通过光纤CAN总线将检测的各种参数传送远程监控计算机中。     

空间机器人冷热双冗余CAN总线系统的研制

设计实现了一种能应用在空间机器人计算机控制系统中的冷热双冗余CAN总线系统。详细论述了这种冗余CAN总线系统的硬件电路设计方案,以及该总线系统相较其他冗余方式的不同特点,并给出了配合硬件结构的软件容错策略,建立系统模型进行了可靠性分析。最后对该系统的冗余功能和系统性能进行了实际测试。     

CAN总线高层协议CANaerospace及其设计应用

分析了CAN总线的特点及其应用于航空航天领域所存在的一些问题.概述了专门针对航空航天应用开发的CAN总线的高层协议CANaerospace,重点介绍了CANaerospace的报文类型和结构,以及系统对冗余的支持.最后以MC68376芯片为核心进行了CANaerospace系统应用设计.     

双冗余容错计算机系统的设计与实现

本文从容错角度出发介绍了以Intel 8088系列芯片为基础,主要用作线切割控制机的双冗余容错计算机系统。文中讨论了双CPU子系统,一套公共I/O设备的系统硬件结构以及各主要硬件电路的设计与实现,尤其对两个CPU子系统共用一套I/O总线时用硬件实现总线以机器周期切换作了论述。对系统的软件尤其是双机容错管理软件也作了较详细的论述。     

ARINC659总线桥接的设计及对总线同步的影响分析

ARINC659总线因其在时间和空间上均提供了完备的故障冗余和操作健壮性,已经逐渐在对数据通信确定性及故障沉默和屏蔽要求较高的航天领域中展开应用。为了使ARINC659总线能够更好的适应航天器综合电子系统的高度冗余容及分布式控制的需求,对一种能够在不同设备中ARINC659总线之间相互桥接的技术进行了研究,进而实现分布式综合电子系统中所有硬件模块的统一时序规划和通信调度,可以显著提升系统中的资源共享、并行处理、故障冗余及分布式控制能力,同时也为关键系统中不同设备中的硬件模块间实现严格的时序关系操作提供了一种解决方案。最后就桥接对ARINC659总线同步机制的影响进行了分析,据此提出了桥接设计的约束和实现规则。     

基于StarFabric交换式总线的系统结构优化方法

提出一种基于StarFabric的交换式总线优化实时分布式计算系统结构的方法.针对传统航电网络共享式总线固有的缺点,采用交换式总线相结合的方式,优化航电网络系统结构,突破结点计算机的系统结构设计、实时高速总线设计、系统冗错软件设计等关键技术,构建了基于Pentium处理器和MPC8245 PowerPC处理器的分布式计算系统.该系统具有冗错和分布式计算能力,同时具有高速数据传输能力,能够完成高速实时计算.     

A novel path protection scheme for MPLS networks using multi-path routing

Multi-protocol label switching (MPLS) is an evolving network technology that is used to provide traffic engineering (TE) and high speed networking. Internet service providers, which support MPLS technology, are increasingly demanded to provide high quality of service (QoS) guarantees. One of the aspects of QoS is fault tolerance. It is defined as the property of a system to continue operating in the event of failure of some of its parts. Fault tolerance techniques are very useful to maintain the survivability of the network by recovering from failure within acceptable delay and minimum packet loss while efficiently utilizing network resources.In this paper, we propose a novel approach for fault tolerance in MPLS networks. Our approach uses a modified (k, n) threshold sharing scheme with multi-path routing. An IP packet entering MPLS network is partitioned into n MPLS packets, which are assigned to node/link disjoint LSPs across the MPLS network. Receiving MPLS packets from k out of n LSPs are sufficient to reconstruct the original IP packet. The approach introduces no packet loss and no recovery delay while requiring reasonable redundant bandwidth. In addition, it can easily handle single and multiple path failures.     

Token bus communications within a multiprocessor system

In multiprocessor systems, interprocessor communication is fundamental to overall performance in terms of throughput, modularity and fault tolerance. Generally, emphasis is placed on achieving high processing speeds (as measured in Whetstone and Dhrystone benchmarks) at the expense of other factors. Communication methods used to support high throughputs are often unacceptable when factors such as reliability and redundancy are paramount. This paper presents a multiprocessor communications architecture designed to achieve high performance, good modularity and expandability, good fault tolerance and the ability to support processor reconfiguration. The protocol is based on that of the token passing bus method, electrical signalling being carried out using a simple parallel bus structure. The design is processor independent.     

故障注入及故障状态实时观测的多总线测试系统

武器系统对可靠性要求较高,这就意味着系统本身要对各种突发故障具有一定的容错能力.为了检测并提升系统容错能力,需要在总线测试过程中加速系统故障生成,因此故障注入系统的设计尤为关键.本文旨在设计这样一套系统,该系统将武器领域中使用较为广泛的1553B总线以及RS422总线进行集成,具备更广泛的适用性.系统包含上位机软件以及...     

超冗余度机械手自律分散控制算法

本文介绍了一种超冗余度机械手的控制算法,它采用自律分散控制方法来指导冗余 度机械手末端执行器的运动,实现做功最小,从而避免采用需复杂计算的求逆解的方法,大 大简化了机械手的算法和控制,具有高度的“鲁棒性”和“容错性”．     

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.     

提高冗余服务性能的动态容错算法

针对分布式应用的性能要求,引入了负载平衡机制,以便对activere plication和primary backup容错算法进行权衡.提出一种基于冗余服务的动态容错算法RAWA(read-any-write-any),能根据系统负载状况动态改变请求的quorum,不但提高了请求的处理速度,而且以一种简单、有效的方式实现了负载平衡.结合所提出的一致性维护和互斥访问机制,该算法可以适用于嵌套访问和状态服务.另外,还分析了RAWA算法的性能,并通过在CORBA平台上与其他容错算法的对比测试,证明RAWA算法在     

Designs of Bisimilar Petri Net Controllers With Fault Tolerance Capabilities

This paper proposes an approach for providing tolerance against faults that may compromise the functionality of a given controller modeled by a Petri net. The method is based on embedding the given Petri net controller into a larger (redundant) Petri net controller that retains the original functionality and properties, and uses additional places, connections, and tokens to impose invariant conditions that allow the systematic detection and identification of faults via linear parity checks. In particular, this paper considers two types of redundant Petri net controllers: 1) nonseparate redundant Petri net controllers have the same functionality as the given Petri net controller and allow for fault detection and identification, but do not necessarily retain the given controller intact; and 2) separate redundant Petri net controllers are a special case of the nonseparate redundant controllers that retain the given Petri net controller intact but enhance it with additional places to enable fault detection and identification. The work in this paper obtains complete characterizations of both types of redundant controllers along with necessary and sufficient conditions for them to be bisimulation equivalent to the given original Petri net controller. In addition, this paper discusses how each type of redundant controllers can be designed to have desirable fault detection and identification capabilities. When the bisimulation equivalence requirement is not directly enforced, nonseparate redundant controllers can potentially have advantages over separate ones (e.g., they can use fewer connections to detect and identify the same number of faults). An example of a Petri net controller for a production cell and its fault tolerance capabilities using separate and nonseparate embeddings is used to illustrate the approach.