基于NAND Flash的CPU安全启动设计与实现

NAND Flash存储器以其容量大、成本低和速度快的优势,在嵌入式系统中得到广泛的应用。但是,由于NAND Flash固有的器件特性,必须要有驱动才能对其进行读写,存储于其上的代码不能直接执行,因此其并不适合作为系统启动代码的存储介质。一般采用NOR Flash存储启动代码并直接执行,然后再引导存储于NAND Flash中的操作系统镜像,这增大了系统成本和功耗。设计并实现了一种基于NAND Flash的CPU安全启动方法。该方法首先通过软硬件结合的方式,在片内NAND Flash控制器中增加块映射表结构,并由NAND Flash中第1块空间存储的代码进行好块寻找和块映射表填写,使NAND Flash的一部分存储空间可以直接映射为硬件可访问的内存空间,从而使得NAND Flash可以作为系统启动的存储介质,实现仅需NAND Flash存储的系统。还提出了一种扩展BootROM的方案,结合NAND Flash地址映射结构,将片内BootROM的一部分扩展到NAND Flash的第1块存储空间中,并通过Hash比对验证BootROM,从而有效降低了片内BootROM的设计复杂度,减少了代码量。通过提出的方法,可以有效地实现单NAND Flash系统的安全启动,降低了系统成本,提高了系统的安全特性。     

嵌入式系统中的Flash存储管理

以TRI公司的基于NOR Flash的Flash管理软件FMM为例,详细介绍嵌入式系统中如何根据Flash的物理特性来进行Flash存储管理.     

基于NAND Flash启动的U-Boot设计与实现

介绍了S3C2410微处理器与NAND Flash的接口电路,分析了从NAND Flash启动的引导加载程序U-Boot的设计思路,并重点阐述了从NAND Flash启动的程序设计,重新编写了U-Boot的重定位代码,实现了U-Boot从NAND Flash的启动.通过串口终端的打印信息证明U-Boot成功从NAND Flash中启动,整个嵌入式系统运行良好.     

嵌入式系统中的Flash文件系统

介绍嵌入式系统中的Flash文件系统.对FFS需求,Flash存储器特性,FFS要求和实现作了描述,并介绍几种免费和商用的FFS.     

嵌入式系统中的Flash文件系统

介绍嵌入式系统中的Flash文件系统。对FFS需求,Flash存储器特性,FFS要求和实现作了描述,并介绍几种免费和商用的FFS。     

VarBIFT:指令级的变量冗余容错检测技术

为了解决空间辐射对嵌入式计算机系统正确性的影响越来越明显的问题,基于典型的编译级容错技术,在编译器LCC上实现了基于有向无环图的编译级容错检测方法VarBIFT.该方法可以有效的保护由于粒子效应所引起的瞬时硬件故障,并可针对不同的目标机自动生成容错代码.实验结果表明,VarBIFT使源程序的平均段错误率从32.3%降到了13.9%,平均错误输出率从28.6%降到了9.2%;而其时间开销和空间开销仅为0.7%和36%.     

嵌入式Flash播放器的设计与实现

本文详细分析了嵌入式Flash播放器的相关技术以及总体结构,针对已有产品存在的问题和不足,在核心模块的实现技术上进行了改进,最后介绍了笔者自行设计的嵌入式Flash播放器Wit Flash的具体实现。     

分布式嵌入式环境下的容错软件设计

在用于一些关键任务的环境中,由于软件故障而导致的后果是无法容忍的,软件容错技术应运而生而且变得越来越重要。针对分布式嵌入式环境的特点设计了一个容错软件,介绍了容错软件的结构以及各个模块的功能,并分析了节点监测、故障检测和服务迁移等关键技术。     

基于Nand Flash的嵌入式文件系统设计

随着嵌入式系统越来越广泛的应用,嵌入式系统中的数据存储和数据管理已经成为一个重要的研究课题.文中克服了Nand Flash存储介质的固有的缺点,在FAT16文件系统的基本原理之上提出了改进方案,较好地解决了以扇区为单位的文件系统和以块为单位的Flash之间的矛盾,使FAT16成为适合嵌入式系统应用的文件系统.文中采用缓存技术,实现了基于Nand Flash K9F2808的嵌入式FAT16文件系统,对外提供了对文件和文件目录操作的各种API函数.本文件系统已应用在嵌入式医疗血液检测设备上,速度性和稳定性都满足应用要求,表明本文件系统的设计的合理性.     

基于Flash的嵌入式文件系统设计与实现

针对嵌入式系统的应用需求和Flash存储器的特点,设计了一种适合在数控系统中使用的嵌入式文件系统,并在嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ中实现。文件系统具有耗损平衡、垃圾回收、断电恢复、支持多任务的特性。其代码精简,占用系统资源少,执行效率高,有较高的安全性和可靠性,对于使用Flash作为存储介质的嵌入式系统具有一定的普适性。     

基于杂交遗传算法的多处理器硬实时容错调度算法

传统的硬实时容错调度算法获得了较好的容错性能,但其任务拒绝率、处理器分配偏差比例以及最早完成时间等性能参数不佳,对此提出一种基于杂交遗传算法的优化方案,并对传统的硬实时容错算法进行优化。采用了中心型调度模型,并采用了任务备份方案来实现容错能力。将任务拒绝率、处理器分配偏差比例以及最早完成时间三个优化参数作为遗传算法适应度目标函数的三个带权分量,对其进行优化,通过遗传算法的杂交与迭代计算获得了优化的结果。最终使用不同的任务数量与处理器数量的组合对本算法与传统算法进行对比试验,结果可看出本算法的3个优化参数明显优于传统算法,且总适应度值亦比传统算法有明显改进。     

基于FLASH存储器的嵌入式安全文件系统

Flash存储器具有存储密度高、容量大、价格低廉等优点，因而在嵌入式系统中广泛采用，在嵌入式系统中的数据同样存在着防止数据被非法使用和数据丢失的安全问题。本文将在Hash存储器的基础上实现安全文件系统。在嵌入式环境中实现数据的安全保护。     

构件模型的容错体系结构和策略研究

为了提高分布应用的健壮性,通常需要开发人员编写相应的容错代码。现有的CORBA构件模型通过定义构件的端口特征,以组装的方式实现代码的二进制级复用,它使用户能够快速开发和部署分布应用。在此基础上,如何在构件模型下快速灵活地建立容错应用成为一个令人关注的话题。通过设计构件模型下的容错体系结构,提供了快速灵活开发容错应用的机制,并提出了解决两种失效类型的容错策略和算法。     

航空发动机容错控制系统设计

航空发动机是一个结构复杂、非线性强的多变量控制对象.控制系统的高可靠性是最重要的技术指标之一.而容错控制为提高系统的可靠性、可维护性和有效性开辟了一条新途径.文中介绍了基于航空发动机容错控制的基本原理和方法,研究了控制系统在反馈信号故障情况下的容错控制问题,该系统可以对失效的检测数据做出实时估计并反馈信号,从而达到对故障容错的目的.     

基于架构级容错的C2风格研究

为减少基于构件开发的软件系统中构件间的相互依赖,实现系统架构的动态演化,研究了一种被称为C2的软件体系结构风格.在C2风格的基础上,介绍并分析了通过对第三方构件进行保护包装,把这种现有的商用构件转换成一种理想化C2构件iC2C,以在架构级上达到系统容错的目的.通过研究iC2C的内部结构,提出了一种iC2C的实现架构.并结合实例把它应用在了具体的项目实践中,实验结果表明了该架构的可行性与可塑性.     

交换超立方体网络容错路由研究

为了研究交换超立方体网络容错路由问题,引入了相邻结点集合类的概念,提出了相邻结点集的求解公式。对于满足任意子连通性条件的交换超立方体网络,给出了基于相邻结点集合类的自适应容错路由算法及算法的步长上界。仿真实验结果表明算法是有效的。     

星载数据加密容错研究

在空间辐射环境中,单粒子反转效应(SEU)会导致星载系统存储器逻辑位发生翻转,且无法单纯依赖硬件措施完全消除,又由于卫星通信加密设备在大多数加密模式下具有错误扩散特性,星载数据加密设备的SEU软故障会导致批量数据不可用.针对星载数据加密过程的SEU影响问题,设计了基于奇偶校验码的星载数据加密过程检错算法和基于海明码的星载数据加密过程纠错算法,该容错方案可以有效降低SEU对星载数据加密过程的影响,提高星载数据加密的可靠性.通过大量图像数据仿真实验结果表明,提出的容错方案对星载数据加密过程可靠性的提高率与位出错概率成反比,有较好的空间适应性.     

非线性系统主动容错控制综述

以故障发生部位为分类视角,分别从传感器故障、执行器故障及其他部件故障3个方面,较为详细地对近5年非线性系统主动容错控制的研究进展情况进行了归纳和总结,重点讨论了执行器故障的容错控制问题,并对所存在的问题与未来的发展趋势进行了探讨。     

嵌入式设备NAND Flash存储系统的设计与实现

为了实现一种嵌入式设备存储系统的解决方案,对嵌入式设备广泛采用的大容量存储设备NAND Flash进行了深入的研究.设计了一种嵌入式设备中NAND Flash存储系统的解决方案,介绍了其功能用途和系统结构,分层介绍了系统的具体设计,重点介绍了比较独特的块设备驱动层和FTL层的设计方法以及对驱动初始化的优化.通过实际设计NAND Flash存储系统Linux驱动,说明了该系统设计实际应用时的出色效果.     

Actuator fault tolerant multi-controller scheme using set separation based diagnosis

We present a fault tolerant control strategy based on a new principle for actuator fault diagnosis. The scheme employs a standard bank of observers which match the different fault situations that can occur in the plant. Each of these observers has an associated estimation error with distinctive dynamics when an estimator matches the current fault situation of the plant. Based on the information from each observer, a fault detection and isolation (FDI) module is able to reconfigure the control loop by selecting the appropriate control law from a bank of controllers, each of them designed to stabilise and achieve reference tracking for one of the given fault models. The main contribution of this article is to propose a new FDI principle which exploits the separation of sets that characterise healthy system operation from sets that characterise transitions from healthy to faulty behaviour. The new principle allows to provide pre-checkable conditions for guaranteed fault tolerance of the overall multi-controller scheme.