現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)可靠性與容錯技術_圖文

1、現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)可靠性與容錯技術(摘要王國慶中國航空工業(yè)第六三一研究所現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)可靠性與容錯技術是當前可靠性技術重要發(fā)展方向之一。 對于任何嵌入式系統(tǒng), 系統(tǒng)可靠性與容錯技術是保障系統(tǒng)運行、 增強系統(tǒng)控制效 能和提升系統(tǒng)管理能力的基礎, 也是確保嵌入式系統(tǒng)運行結果和體現(xiàn)系統(tǒng)價值的 標志。 特別對于高可靠性航空機載設備應用領域, 系統(tǒng)的組織越來越復雜, 知識 涉及的領域越來越寬, 信息的組織越來越大, 功能的構成越拉越強。 這些系統(tǒng)組 織的復雜性、 知識的涉及面、 信息的時效性、 功能的有效性都對嵌入式系統(tǒng)可靠 性和容錯技術提出強烈的需求。 因此, 面對當前嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的需求, 如何在 系統(tǒng)

2、規(guī)定條件下和規(guī)定時間內, 依據(jù)系統(tǒng)資源能力, 根據(jù)系統(tǒng)技術的組織, 保證 系統(tǒng)功能的實現(xiàn),提高系統(tǒng)的性能,提升系統(tǒng)管理能力,完成系統(tǒng)需求功能、性 能和管理能力,實現(xiàn)系統(tǒng)的目標是現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)可靠性研究和發(fā)展的方向。 首先,本文針對當前嵌入式系統(tǒng)的應用需求變化,從現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)可靠 性目標從關注傳統(tǒng)的系統(tǒng)資源可靠性到系統(tǒng)任務可靠度的轉變分析入手, 提出了 現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)可靠性目標構成的要素。 即系統(tǒng)的資源構成能力、 系統(tǒng)管理與處 理方式、 系統(tǒng)故障處理模式、 系統(tǒng)診斷與測試能力以及系統(tǒng)重構能力等, 建立了 基于上述要素的系統(tǒng)可靠性目標模型, 為現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)可靠性提升和系統(tǒng)可靠 性管理奠定了基礎

3、。第二,本文通過采用可靠性效用分析理論對基于資源冗余方法的容錯方式 對嵌入式系統(tǒng)可靠性產(chǎn)生的效用和貢獻進行分析, 根據(jù)系統(tǒng)可靠性邊際效用遞減 理論, 提出了通過可靠性資源平衡分析和配置, 充分利用系統(tǒng)資源的能力, 建立 與其相適應基于冗余資源的容錯結構,形成系統(tǒng)最大可靠性的效用 /資源比。 第三,本文通過對當前嵌入式系統(tǒng)容錯方法分析,系統(tǒng)地對硬件冗余、軟 件冗余、時間冗余和信息冗余能力和有效性分析,提出了系統(tǒng)硬件、軟件、時間 和信息資源相互平衡、 相互支撐、 相互配套和相互制約的容錯結構, 并通過其實 施方法論述, 建立了系統(tǒng)綜合的容錯能力和方式, 有效地提高了與現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)可靠性目標的符合

4、性。第四,本文通過對嵌入式系統(tǒng)實時控制方式分析,針對實時控制周期的不 同和劃分, 根據(jù)周期速率組劃分和管理模式, 建立了基于速率組周期不同頻度的 容錯控制、 狀態(tài)監(jiān)控、 資源測試和系統(tǒng)重構的界面和節(jié)點管理容錯機制, 有效地 增強了系統(tǒng)容錯的時效性,從而系統(tǒng)地提高了系統(tǒng)任務可靠性。第五,本文通過對嵌入式系統(tǒng)容錯結構分析,系統(tǒng)地論述了基于不同容錯 結構的故障檢測、 故障定位、 故障屏蔽、 故障抑制和故障隔離的特征和實施方法, 為系統(tǒng)容錯控制和管理能力的提升提供了有效地途徑?，F(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)對系統(tǒng)可靠性和容錯技術提出了強烈的需求。如何利用系 統(tǒng)有效資源,抑制、消除、補償和重構技術消除和降低系統(tǒng)故障的影響,有效增 強系統(tǒng)容錯能