一、高可靠计算机系统的容错技术（论文文献综述）
雷华舟[1]（2021）在《低成本容错星载计算单元架构设计》文中指出近年来,随着航天技术的不断发展,商业航天呈现爆发式增长,基于商业运行上成本的需求,轨道器载荷、卫星正向小型星座化发展。星载计算单元作为卫星运行的核心,传统的星载计算单元大都采用宇航级器件制作,研制周期长。宇航级器件可靠性高,但采用的成本高昂,可选择范围较少,易受其他因素影响,供货不稳定且性能普遍较低。常用的商用货架产品具有价格低廉、范围广、大批量供货、性能高,但此类器件可靠性相对较低,在空间环境中易受高能粒子影响导致故障。因此,如何利用商用货架产品去构建可靠的星载计算单元是当下所面临的重要问题。本课题从商用货架器件构建星载计算单元的可靠性研究出发,结合国内外此类计算单元所采取的架构和方案,利用可靠性模型对其进行建模分析,以5年的任务周期作为预定设计要求,得到可适用的容错架构,为之后的硬件设计提供了理论基础。其次,由于同构处理器模块中器件诸如电阻、电容、逻辑门电路等一些器件失效率相对较低,针对失效率高,易发生错误的存储器件进行可靠性加固,利用信息冗余的汉明码错误检测与纠正和存储信息备份实现对相关器件可能产生的错误进行电路加固。然后,在FPGA中针对同构处理器模块可能发生的故障,编写检测模块、同步模块、切换模块,实现了数据同步、心跳监测和主备切换的容错功能。之后完成星载计算单元样机的组装、调试,并编写测试程序,采用硬件故障注入的方式对样机实现了容错功能测试。最后,对实现样机的可靠性进行建模分析,分析结果满足预计的可靠性需求。
高剑刚,胡晋,龚道永,方燕飞,刘骁,何王全,金利峰,郑方,李宏亮[2]（2021）在《神威太湖之光可靠性及可用性设计与分析》文中进行了进一步梳理随着系统规模与集成度的快速增加,可靠性与可用性问题成为构建E级计算机系统所面临的重大挑战.针对神威太湖之光超级计算机可靠性与可用性设计与实现开展全面的分析.首先概要描述神威太湖之光超级计算机系统结构.其次,系统提出神威太湖之光超级计算机可靠性增强技术以及故障预测、主动迁移、任务局部降级等主被动容错技术,建立神威太湖之光超级计算机多层次主被动协同的容错系统.再次,根据系统故障统计信息,分析失效分布及主要失效来源,结合指数、对数正态与韦布尔3种典型寿命周期分布,对神威太湖之光系统故障间隔时间分布进行数据拟合分析.最大似然估计与K-S（Kolmogorov Smirnov）检验结果表明,对数正态分布与系统失效经验数据取得了最好的拟合度,建立神威太湖之光系统失效分布模型,并计算得出系统平均无故障时间.通过系统运行统计与实际应用测试,分析了故障预测精确度以及主动迁移、局部降低等容错技术的时间开销与容错效果.最后,在神威太湖之光超级计算机可靠性与可用性分析的基础上,提出E级计算机系统高可靠与高可用技术发展建议.
曹梦宇[3]（2020）在《基于COTS器件的阵列式综合电子系统设计与实现》文中提出随着卫星技术的不断发展,卫星的功能和在轨任务变得越来越复杂,卫星的数据处理量也变得更大。卫星综合电子系统是实现卫星内部数据管理和信息处理的系统,因此当下卫星领域要求综合电子系统必须在保证高可靠性的同时具有良好的性能。传统的综合电子系统所采用的宇航级器件虽然抗辐射能力较高,但其计算能力难以满足上述要求。而近些年来随着COTS（Commercial-Off-The-Shelf,商用现货）器件在卫星中的应用愈发广泛,为解决以上问题提供了新的途径。所以本课题将研究基于COTS器件的高可靠、高性能的卫星综合电子系统设计方法。主要研究内容如下:针对卫星综合电子系统低成本、高性能、高可靠的研制需求,设计出一种基于COTS器件的阵列式综合电子系统体系结构,适用于低轨小卫星应用。该体系结构以“1接口控制单元+4计算单元”为系统核心,还包括两条数据总线以及供电电路等部分。接口控制单元作为系统控制核心,可控制系统的数据交互方式和运行方式并具有任务分配、故障检测、电源管理等功能。计算单元作为系统的计算核心,可根据任务分配进行高可靠冗余计算或高性能并行计算。针对卫星综合电子系统的高可靠性需求,研究了在轨计算可靠性增强技术,设计了三模冗余表决系统加一个备机的混合冗余容错结构,并设计了系统进行数据仲裁、故障检测、故障重构的技术流程。而针对综合电子系统的高性能需求,研究了基于处理器阵列的并行处理技术,并设计了两种并行处理结构,以及多任务同时处理和单任务先后处理两种并行处理模式。设计并研制了基于COTS器件的阵列式综合电子系统原理样机,并对系统各功能模块的原理图设计和元器件选型进行了详细介绍。原理样机采用模块化的硬件结构设计,分为计算单元核心板、底板、外部接口调试板三部分。最后,在原理样机上搭建测试平台,对原理样机的硬件基本功能以及CAN总线功能、高速数据通路的传输性能等进行了测试,并对在轨计算可靠性增强技术和高性能并行处理技术进行了简单的测试验证。基于COTS器件的阵列式综合电子系统计算性能最高可达7980MIPS,可靠性指标可达0.975,满足系统对可靠性和处理性能的需求。
马小博,王芳,程俊强[4]（2019）在《基于安全分区操作系统的容错计算机软件架构》文中指出机载计算机的综合化程度越来越高,综合了飞行器的多种任务功能,需要满足不同系统不同余度配置的安全要求;这种高可靠的容错计算机对软件的要求越来越高,为了确保不同系统应用程序在时间上空间上的彼此隔离互不影响,在高安全性的实时操作系统中提出了分区（Partition）的概念;介绍了一种高可靠机载容错计算机的系统结构,以及在INTEGIRTY分区操作系统下容错计算机的软件架构、系统调度、余度管理等。
吴生龙[5]（2019）在《基于COTS的星载计算机硬件容错体系架构设计与实现》文中认为近年来,随着航天技术的不断进步,卫星技术也在日新月异的发展,对于卫星性能的要求也在不断地提高。星载计算机作为整个卫星系统的枢纽,集中体现了卫星优良的性能和可靠性。就传统的星载计算机而言,基本都采用宇航专用器件构成,宇航专用器件具有优良的抗干扰能力,能够抵抗大多数宇宙空间的辐射危害,可靠度较高。另一方面传统的宇航专用器件价格高昂,供货不稳定而且性能普遍低于同期的COTS（Commercial-Off-The-Shelf,商用现货产品）,因此,COTS器件用于星载计算已渐渐成为星载计算机的主流趋势。相较于传统的宇航专用器件,COTS器件的抗辐射能力略显不足,如何利用COTS型器件构建高可靠性的星载计算机是当前星载计算机研究面临的机遇与挑战。本课题从当下国内外COTS型计算机所采取的先进方案和技术出发,结合实际对星载计算机的指标性能要求,设计出了一款基于COTS器件的高可靠度、高扩展性、高实用度的星载计算机硬件容错系统。课题所设计的星载计算机硬件容错系统可以划分为处理器板、仲裁板、接口板和电源板。处理器板为星载计算机的主机,以ADSP-SC589芯片为核心构建而成;仲裁板则以ARM芯片中心构成;接口板包含星载计算机多种与外部设备通信的接口（RS485、CAN等）;电源板则是星载计算机电源管理系统的主要部分。由于COTS型器件的抗辐射能力较差,很难直接用于星载计算机。因此,本课题设计了一种双机冗余的星载计算机容错系统构架,该系统拥有两块完全相同的星载计算机板,由仲裁板实现对双机工作模式以及任务的管理,极大的提高了系统的可靠性与实用性。此外,对星载计算机的各个关键部分（如电源系统、存储系统等）均做了抗辐射的容错设计,使星载计算机能够满足实际的需求。最后,完成了星载计算机硬件系统的PCB绘制,实现星载计算机样机组装,对设计的星载计算机进行了实际的功能和性能的测试评估（包括系统的电压转换功能测试、时钟功能测试和调试功能测试等硬件功能测试,RS485、CAN和AD/DA等通信功能测）;并对星载计算机双机工作模式进行了实际的验证（包括抗单粒子闭锁自动掉电功能验证、电源强制切换验证和双机切换验证等）,验证结果表明,设计符合预期的功能需求。本课题的设计研究进一步完善后可以直接运用到实际的星载计算机中,对于推动星载计算机乃至小卫星的发展等都具有重大现实意义。
刘娟[6]（2018）在《高可靠计算机系统的容错技术分析》文中研究表明现今,计算机技术迅速发展,极大地便利了企业的生产与广大人民群众的生活。本文首先简要地阐述了计算机系统容错技术进行了概述,然后分析了计算机系统的常见错误,并基于此,站在计算机硬件系统与软件系统两个方面,分析了计算机系统的容错技术,希望能够为今后的相关研究提供切实有效的参考依据。
吕迅竑[7]（2017）在《无人机容错飞行控制系统关键技术研究》文中指出近年来,无人机在军用、民用领域得到了前所未有的重视。无人机应用越来越广,功能越来越强,对飞行控制系统的安全、可靠性要求也越来越高。提高飞行控制系统的可靠性,可以从两个方面来实现:一方面提高系统硬件和软件的可靠性,使系统在高可靠的平台上运行;另一方面,使用容错控制律,使系统不仅在正常情况下达到满意的控制性能,在故障或损伤情况下,能够依据故障特性和损伤特性改变控制策略,通过重构或重组保证系统的稳定性,使系统保持可接受的性能。居于此,本论文对无人机容错飞行控制计算机硬件余度技术及容错控制技术进行研究。（1）对容错飞行控制计算机安全可靠性、实时性、维护性等设计需求进行分析,说明无人机容错飞控计算机的设计特点;对典型的军用、民用、无人机的容错飞行控制计算机体系结构进行研究,阐述了针对不同需求设计的系统架构的特点及关键余度管理算法;总结了容错飞行控制计算机随科技进步的发展趋势。在此基础上,提出一种基于FlexRay串行总线的分布式三模余飞控计算机系统（FDTMR-FCCS）架构,FlexRay总线既是单通道计算机的背板总线,也是3个通道计算机的交叉数据互联总线。可靠性分析表明FDTMR-FCCS的可靠性高于传统的三模余计算机。（2）针对FDTMR-FCCS设计了拜占庭故障检测逻辑,利用FDTMR-FCCS的结构特点,使系统在使用口头协议的情况下,用3台计算机抑制1个拜占庭故障。此外,提供成员管理服务提高通信系统的一致性。使用一种分级数据交叉传输方法降低拜占庭故障检测的数据通信量,确保系统的实时性。给出了FlexRay关键参数的设定、数据帧及任务的调度方法。静态数据帧负荷段长度通过最大化带宽利用率获取,代价函数考虑了信息的传输频率。FlexRay系统工作于同步方式,使用多任务并行调度方法实现信息及任务调度,降低了同步调度的难度,提高了系统的扩展能力。对每个数据帧标号（FID）设置一个周期调度表,使得不同的数据帧可以共用一个FID,从而减少了FID的分配。（3）针对某型无人机,研制了FDTMR-FCCS原理样机,并在XX型无人机半物理仿真测试系统中进行了仿真及测试,验证了设计方法的可行性和实用性。（4）对已在飞行试验或高可信仿真试验中验证的重构飞行控制方法进行研究,对参数在线辨识、神经网络、动态逆、模型预测控制方法的原理、研究成果、验证项目、潜在优点和缺点等进行了说明。研究了无动力无人飞行器进场着陆段结构损伤及舵面卡死下的重构飞行控制器,该控制器包含一个反演轨迹控制器和一个动态逆内环控制器,逆模型使用线性化模型,用神经网络在线补偿逆模型的误差。针对轨道飞行器进行仿真,高可信度仿真试验表明,该控制系统在舵面卡死及机翼损伤的情况下,可以保持系统纵向稳定,满足安全着陆的要求。
李日和[8]（2017）在《微纳卫星高可靠星务计算机容错系统设计》文中进行了进一步梳理随着航天技术的不断发展,空间任务的日趋多样化,具有低成本、功能密度高、研制周期短、搭载发射方式灵活等特点的微纳卫星已成为航天领域的新热点。作为微纳卫星的控制中心,对星务计算机系统的可靠性提出了更高的要求,利用容错方式有效提高星务计算机的可靠性成为当前航天领域研究的重点和热点。论文在深入分析和研究国内外卫星星务计算机系统架构设计方法的基础上,结合微纳卫星的特点,提出了一种适用于微小卫星的基于三模冗余的高可靠性星务计算机容错系统架构。该系统采用硬件表决方式,采用三个相互独立运行的同构单机,在设置的表决点上进行数据表决输出;表决器通过硬件描述语言在FPGA上综合实现,实现了任务同步、数据表决、接口扩展、故障检测等功能。在硬件容错设计的基础上,为提高单机之间数据传输的可靠性,系统首先设计了基于CSP协议的高效、高可靠的多总线结构;其次,采用NVP技术和恢复块技术对部分程序进行容错处理;然后,采用EDAC技术、刷新机制和数据备份手段分别对不同类型的存储设备的数据存储进行容错处理;最后,对故障进行分类,并提出了针对不同故障类型的恢复方法。最后,论文设计制作了三模冗余容错的星务计算机原理样机,对论文设计的系统进行了分析与验证。通过可靠性理论分析和原理样机可靠性测试实验,结果表明论文提出的高可靠性星务计算机容错结构能够显着提高星务计算机的可靠性。
吕迅竑,姜斌,陈欣,齐瑞云[9]（2016）在《无人机容错飞行控制计算机体系结构研究》文中认为高性能无人机对飞行控制计算机提出了高可靠性要求,使用余度容错飞控计算机是提高安全可靠性的重要途径之一。对容错飞控计算机安全可靠性、实时性、维护性等设计要求进行研究,分析了无人机容错飞控计算机的设计要求特点;阐述了典型军用、民用有人机以及无人机容错飞控计算机的体系结构及关键余度管理策略,总结了无人机容错飞控计算机体系结构特点及发展方向。根据上述研究结果,提出一种基于FlexRay总线的相似三模余分布式容错飞控计算机体系结构,FlexRay总线既是单通道飞控计算机的内部总线,也是多通道飞控计算机的系统总线。该体系结构能够抑制拜占庭故障,满足无人机高可靠、低成本、扩展性强、维护性能好等要求。
解文涛,王锐,徐奡[10]（2016）在《高可靠分布式容错计算机架构的研究》文中研究指明新一代飞机平台对操作性能、安全和可靠性、综合保障能力等特性提出了新的要求,飞机管理计算机作为飞机平台的安全关键部件,其系统结构、容错技术等需要适应不断变化的微电子和计算机技术的发展;为适应上述发展趋势,国外尝试将各项先进技术应用于新一代飞机平台,使飞机具有先进飞行控制系统的功能和品质,实现从传统单一飞行控制系统发展成为包括了集飞行控制、推力控制、公共设备管理等功能一体的飞机飞行平台控制、监测、配置系统,最终形成了综合飞行器管理系统;作者在吸取国外先进系统构架的基础上,对系统体系结构、实时调度算法和容错技术进行深入的研究,提出了基于高可靠分布式构架的容错计算机的设计思路,并对TTE总线的选用进行了分析论证,重点描述了成员一致性保证和余度同步等关键技术;该容错计算机系统实现了基于TTE网络的分布式容错技术,研制的原理样机验证系统具有分散安装、可靠性高、扩展性好、维修成本低、健壮、安全等诸多优点。
二、高可靠计算机系统的容错技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高可靠计算机系统的容错技术（论文提纲范文）
（1）低成本容错星载计算单元架构设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 星载COTS计算单元架构发展与研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 研究现状总结 |
| 1.3 课题研究内容及论文结构 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 星载计算单元容错及可靠性评估技术 |
| 2.1 容错技术的基本概念和方法 |
| 2.1.1 容错技术的基本概念 |
| 2.1.2 容错技术的基本方法 |
| 2.2 可靠性评估技术 |
| 2.2.1 可靠性模型 |
| 2.2.2 故障注入技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 星载计算单元架构方案研究 |
| 3.1 系统结构及工作状态 |
| 3.1.1 双机冷备结构 |
| 3.1.2 双机热备结构 |
| 3.1.3 三模表决冗余结构 |
| 3.1.4 三模冗余重组结构 |
| 3.1.5 两热一冷冗余结构 |
| 3.2 可靠度模型计算及仿真 |
| 3.2.1 可靠度模型计算 |
| 3.2.2 仿真对比 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 星载计算单元硬件架构实现 |
| 4.1 星载计算单元容错方案 |
| 4.1.1 数据同步技术 |
| 4.1.2 故障检测技术 |
| 4.1.3 仲裁切换技术 |
| 4.2 星载计算单元架构设计实现 |
| 4.2.1 同构处理器模块实现 |
| 4.2.2 容错仲裁器模块实现 |
| 4.2.3 总线接口实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 样机硬件电路测试与可靠性分析 |
| 5.1 星载计算单元原型样机 |
| 5.2 星载计算单元功能测试验证 |
| 5.2.1 硬件功能测试 |
| 5.2.2 工作模式测试 |
| 5.3 样机硬件电路可靠性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 研究前景展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）神威太湖之光可靠性及可用性设计与分析（论文提纲范文）
| 1 相关工作 |
| 1.1 可靠性技术 |
| 1.2 可用性技术 |
| 2 系统概述 |
| 3 技术体系 |
| 3.1 总体设计方法 |
| 3.2 多层次容错体系 |
| 3.3 可靠性增强技术 |
| 3.4 高可用设计 |
| 3.4.1 故障预测 |
| 3.4.2 主动迁移容错 |
| 3.4.3 局部降级容错 |
| 4 数据分析 |
| 4.1 可靠性分析 |
| 4.2 可用性分析 |
| 5 技术展望 |
| 5.1 可靠性技术 |
| 5.1.1 高密度组装 |
| 5.1.2 高效冷却 |
| 5.1.3 主存防护 |
| 5.2 可用性技术 |
| 5.2.1 轻量级修复技术 |
| 5.2.2 应用级容错算法与模型 |
| 6 结束语 |
（3）基于COTS器件的阵列式综合电子系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.1.1 空间辐射环境及其影响 |
| 1.1.2 卫星综合电子系统发展趋势分析 |
| 1.1.3 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 COTS器件的空间应用国内外研究现状 |
| 1.2.2 处理器阵列并行处理技术国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第2章 基于COTS器件的阵列式综合电子系统体系结构研究 |
| 2.1 综合电子系统容错技术概述 |
| 2.1.1 硬件冗余 |
| 2.1.2 软件冗余 |
| 2.1.3 信息冗余 |
| 2.1.4 故障注入与故障检测 |
| 2.2 基于COTS器件的阵列式综合电子系统体系结构设计 |
| 2.2.1 接口控制单元 |
| 2.2.2 处理器阵列 |
| 2.2.3 数据通路 |
| 2.2.4 供电模块 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 高可靠、高性能在轨计算技术研究 |
| 3.1 在轨计算可靠性增强技术 |
| 3.1.1 容错设计 |
| 3.1.2 故障重构 |
| 3.2 基于处理器阵列的并行处理技术 |
| 3.2.1 并行结构设计 |
| 3.2.2 并行模式设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于COTS器件的阵列式综合电子系统原理样机设计 |
| 4.1 原理样机总体方案设计 |
| 4.2 计算单元核心板设计 |
| 4.3 底板设计 |
| 4.4 外部接口调试板设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 原理样机测试及技术验证 |
| 5.1 原理样机实物 |
| 5.2 原理样机测试和技术验证 |
| 5.2.1 测试工具与测试环境 |
| 5.2.2 硬件基本功能测试 |
| 5.2.3 内部高速网络通路测试 |
| 5.2.4 CAN总线通道测试 |
| 5.2.5 关键技术验证测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）基于安全分区操作系统的容错计算机软件架构（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 高安全分区操作系统 |
| 2 容错计算平台系统架构 |
| 2.1 工作方式 |
| 2.2 硬件组成 |
| 2.3 关键技术 |
| 3 INTEGRITY分区操作系统 |
| 4 高可靠容错计算机软件架构 |
| 4.1 软件分区结构 |
| 4.2 余度管理 |
| 4.2.1 同步 |
| 4.2.2 输入输出处理 |
| 4.2.3 表决监控 |
| 5 结束语 |
（5）基于COTS的星载计算机硬件容错体系架构设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究背景及发展现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 未来发展趋势 |
| 1.3 课题的主要研究内容 |
| 1.4 论文的结构及内容安排 |
| 第2章 星载计算机硬件容错技术 |
| 2.1 太空环境下的星载计算机系统 |
| 2.1.1 元器件的辐射环境 |
| 2.1.2 元器件的辐射效应 |
| 2.2 容错技术的基本概念和方法 |
| 2.2.1 容错技术的基本概念 |
| 2.2.2 容错技术的基本方法 |
| 2.3 COTS技术下的星载计算机容错方法概述 |
| 2.3.1 COTS技术的基本概念 |
| 2.3.2 COTS技术下的容错方法 |
| 2.3.3 COTS型星载计算机的关键技术 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 COTS下的星载计算机系统容错方案设计 |
| 3.1 COTS型星载计算机功能 |
| 3.2 星载计算机的指标要求 |
| 3.3 硬件容错架构设计 |
| 3.3.1 系统整体构架 |
| 3.3.2 星载计算机的工作模式 |
| 3.3.3 双机系统容错方案设计 |
| 3.4 星载计算机软件容错设计 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 COTS型星载计算机的物理实现 |
| 4.1 星载计算机系统的物理结构 |
| 4.2 处理器板物理实现 |
| 4.2.1 CPU的选型与电路实现 |
| 4.2.2 时钟电路的实现 |
| 4.2.3 存储器的选型与设计实现 |
| 4.2.4 仿真调试电路的设计 |
| 4.3 仲裁板物理实现 |
| 4.3.1 仲裁板器件的选型 |
| 4.3.2 仲裁板的电路实现 |
| 4.4 电源板物理实现 |
| 4.4.1 电源板需要实现的功能 |
| 4.4.2 电源电路的器件选型与容错设计 |
| 4.5 接口板物理实现 |
| 4.5.1 RS485接口器件的选型与设计 |
| 4.5.2 CAN接口器件的选型与设计 |
| 4.5.3 ADC接口器件的选型与设计 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 星载计算机原型系统的测试与验证 |
| 5.1 星载计算机原型系统样机 |
| 5.2 星载计算机系统的测试验证 |
| 5.2.1 样机评测的方案和内容 |
| 5.2.2 故障测试的原理 |
| 5.3 星载计算机的硬件功能测试 |
| 5.3.1 电压转换功能测试 |
| 5.3.2 系统时钟功能测试 |
| 5.3.3 仿真调试功能测试 |
| 5.3.4 FLASH下载功能测试 |
| 5.4 星载计算机的通信功能测试 |
| 5.4.1 通信测试方案 |
| 5.4.2 通信测试验证 |
| 5.5 星载计算机的容错性能测试 |
| 5.5.1 电源系统容错测试 |
| 5.5.2 工作模式容错测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）高可靠计算机系统的容错技术分析（论文提纲范文）
| 一、计算机系统容错技术概述 |
| 二、计算机系统常见错误 |
| 三、计算机硬件容错技术分析 |
| (一) 信息冗余 |
| (二) 硬件冗余 |
| (三) 时间冗余 |
| (四) 硬件线程冗余 |
| 四、计算机软件错误的容错技术 |
| (一) N-version programming软件容错技术 |
| (二) 恢复块容错技术 |
| (三) 防卫程序设计容错技术 |
| 五、结语 |
（7）无人机容错飞行控制系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 可靠性基本术语 |
| 1.3 提高飞行控制系统可靠性的方法与途径 |
| 1.3.1 可靠性设计方法 |
| 1.3.2 容错控制方法 |
| 1.4 研究现状、研究目的和意义 |
| 1.5 论文研究内容与安排 |
| 第二章 无人机容错飞行控制计算机系统架构研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 容错飞行控制计算机设计要求 |
| 2.2.1 安全可靠性要求 |
| 2.2.2 实时性要求 |
| 2.2.3 其他要求 |
| 2.2.4 无人机容错飞行控制计算机特点 |
| 2.3 容错飞行控制计算机系统体系结构分析 |
| 2.3.1 常用容错飞行控制计算机系统体系结构[27] |
| 2.3.2 军用飞机容错飞行控制计算机系统体系结构 |
| 2.3.3 民航客机容错飞行控制计算机体系结构 |
| 2.3.4 无人机容错飞行控制计算机体系结构 |
| 2.3.5 无人机容错飞行控制计算机体系结构特点及发展方向 |
| 2.4 基于串行总线无人机容错飞行控制计算机体系结构 |
| 2.4.1 基于串行总线分布式容错飞行控制计算机系统结构 |
| 2.4.2 可靠性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 串行通信总线及容错通信协议 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 串行总线基本知识、容错机制和服务 |
| 3.2.1 串行总线通信系统的类型和拓扑结构 |
| 3.2.2 串行通信故障类型 |
| 3.2.3 拜占庭故障及拜占庭故障抑制方法 |
| 3.2.4 串行总线容错机制和服务 |
| 3.2.5 飞行控制系统的拜占庭故障及抑制方法 |
| 3.3 典型串行通信总线与总线的选取 |
| 3.3.1 SAFEbus总线 |
| 3.3.2 TTP/C总线 |
| 3.3.3 FlexRay总线 |
| 3.3.4 TTCAN总线 |
| 3.3.5 串行总线的比较与选择 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于FlexRay总线的三模余容错飞行控制计算机系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 FDTMR-FCCS系统结构 |
| 4.2.1 FDTMR-FCCS系统结构 |
| 4.2.2 FDTMR-FCCS工作原理 |
| 4.2.3 FlexRay总线基本知识 |
| 4.3 余度管理算法 |
| 4.3.1 同步与表决算法 |
| 4.3.2 故障检测及工作模式管理 |
| 4.3.3 成员管理 |
| 4.4 FlexRay可靠信息传输逻辑 |
| 4.4.1 FlexRay总线可靠信息传输研究现状 |
| 4.4.2 FlexRay总线可靠信息传输逻辑 |
| 4.4.2.1 故障检测逻辑 |
| 4.4.2.2 分级信息交叉传输方法 |
| 4.5 FlexRay参数配置及数据帧调度 |
| 4.5.1 FlexRay总线参数设计、调度方法 |
| 4.5.2 FlexRay总线通信需求分析 |
| 4.5.3 FlexRay总线参数设计 |
| 4.5.4 FlexRay总线FID调度及任务调度 |
| 4.6 FDTMR-FCCS研制 |
| 4.6.1 某型无人机机载系统 |
| 4.6.2 FlexRay总线数据量分析 |
| 4.6.3 FlexRay总线参数设定、FID及任务调度 |
| 4.6.4 FDTMR-FCCS硬件研制 |
| 4.6.5 FDTMR-FCCS软件研制 |
| 4.6.6 测试与验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 非线性重构飞行控制技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非线性重构飞行控制技术 |
| 5.2.1 在线参数辨识技术 |
| 5.2.2 神经网络技术 |
| 5.2.3 动态逆及控制分配 |
| 5.2.4 自适应反演控制 |
| 5.2.5 模型预测控制 |
| 5.3 总结与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于反演的自适应纵向轨迹重构控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于反演的自适应纵向轨迹重构飞行控制系统 |
| 6.2.1 纵向运动方程 |
| 6.2.2 自适应纵向轨迹重构飞行控制系统结构 |
| 6.2.3 自适应纵向轨迹重构控制器设计 |
| 6.2.4 神经网络结构及更新律设计 |
| 6.2.5 稳定性分析 |
| 6.3 仿真结果 |
| 6.3.1 参考轨迹 |
| 6.3.2 自适应纵向轨迹重构飞行控制系统设计 |
| 6.3.3 数字仿真结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间取得的成果 |
（8）微纳卫星高可靠星务计算机容错系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 星务计算机研究现状 |
| 1.2.1 国外星务计算机研究现状 |
| 1.2.2 国内星务计算机研究现状 |
| 1.3 研究目的与意义 |
| 1.4 研究内容与章节安排 |
| 2 星务计算机可靠性概述与容错技术 |
| 2.1 可靠性评价 |
| 2.2 可靠性模型 |
| 2.2.1 串联模型 |
| 2.2.2 并联模型 |
| 2.2.3 表决模型 |
| 2.3 容错技术 |
| 2.3.1 硬件容错方式 |
| 2.3.2 软件容错方式 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 星务计算机硬件容错结构设计 |
| 3.1 系统容错结构方案选择 |
| 3.1.1 双模冗余结构 |
| 3.1.2 三模冗余结构 |
| 3.1.3 几种系统结构比较 |
| 3.2 三模冗余结构设计 |
| 3.2.1 系统总体结构 |
| 3.2.2 系统总线结构设计 |
| 3.2.3 同构处理器模块设计 |
| 3.2.4 系统表决器模块设计 |
| 3.3 系统重组设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 星务计算机软件容错设计 |
| 4.1 程序冗余容错设计 |
| 4.1.1 主程序多备份存储 |
| 4.1.2 基于N版本技术的程序结构设计 |
| 4.1.3 基于恢复块技术的程序结构设计 |
| 4.2 数据存储设备容错设计 |
| 4.2.1 RAM存储区容错设计 |
| 4.2.2 ROM存储区容错设计 |
| 4.2.3 FRAM存储区容错设计 |
| 4.3 数据通信可靠性设计 |
| 4.3.1 CSP协议介绍 |
| 4.3.2 基于CSP协议数据传输 |
| 4.4 故障恢复设计 |
| 4.4.1 程序故障恢复方法 |
| 4.4.2 数据故障恢复方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 星务计算机可靠性分析与测试 |
| 5.1 系统可靠性理论分析 |
| 5.1.1 马尔可夫模型 |
| 5.1.2 可靠性分析过程 |
| 5.2 原理样机可靠性测试 |
| 5.2.1 软件容错测试 |
| 5.2.2 数据表决测试 |
| 5.2.3 数据存储容错测试 |
| 5.2.4 故障恢复测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结束语 |
| 6.1 已完成工作 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）无人机容错飞行控制计算机体系结构研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 容错飞行控制计算机设计要求 |
| 1.1 安全可靠性要求 |
| 1.2 实时性要求 |
| 1.3 其他要求 |
| 1.4 无人机容错飞行控制计算机特点 |
| 2 容错飞行控制计算机体系结构分析 |
| 2.1 常用航空器容错飞行控制计算机体系结构 |
| 2.2 军用飞机容错飞行控制计算机体系结构 |
| 2.3 民航客机容错飞行控制计算机体系结构 |
| 2.4 无人机容错飞行控制计算机体系结构 |
| 2.5 无人机容错飞行控制计算机体系结构特点及发展方向 |
| 3 基于FlexRay总线无人机容错飞行控制计算机体系结构 |
| 3.1 FlexRay总线分布式容错飞行控制计算机体系结构及关键余度管理算法 |
| 3.2 FlexRay总线实时性分析与验证 |
| 4 结论 |
四、高可靠计算机系统的容错技术（论文参考文献）
- [1]低成本容错星载计算单元架构设计[D]. 雷华舟. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021(08)
- [2]神威太湖之光可靠性及可用性设计与分析[J]. 高剑刚,胡晋,龚道永,方燕飞,刘骁,何王全,金利峰,郑方,李宏亮. 计算机研究与发展, 2021(12)
- [3]基于COTS器件的阵列式综合电子系统设计与实现[D]. 曹梦宇. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [4]基于安全分区操作系统的容错计算机软件架构[J]. 马小博,王芳,程俊强. 计算机测量与控制, 2019(12)
- [5]基于COTS的星载计算机硬件容错体系架构设计与实现[D]. 吴生龙. 哈尔滨工程大学, 2019(08)
- [6]高可靠计算机系统的容错技术分析[J]. 刘娟. 计算机产品与流通, 2018(03)
- [7]无人机容错飞行控制系统关键技术研究[D]. 吕迅竑. 南京航空航天大学, 2017(02)
- [8]微纳卫星高可靠星务计算机容错系统设计[D]. 李日和. 南京理工大学, 2017(07)
- [9]无人机容错飞行控制计算机体系结构研究[J]. 吕迅竑,姜斌,陈欣,齐瑞云. 系统工程与电子技术, 2016(11)
- [10]高可靠分布式容错计算机架构的研究[J]. 解文涛,王锐,徐奡. 计算机测量与控制, 2016(08)