COTS微處理器軟件容錯性能的研究.pdf

1、美國ARGOS衛(wèi)星對利用SIHFT軟件容錯技術(shù)進(jìn)行容錯的商用器件的抗輻射性能進(jìn)行了在軌實驗，結(jié)果證明在不需要專用硬件的情況下，使用軟件技術(shù)也能達(dá)到航天應(yīng)用的可靠性要求。這個結(jié)論為商用器件在空間飛行器上的使用提供了有力的支持，使得商用器件在空間飛行器上有了更廣闊的應(yīng)用前景。從眾多優(yōu)秀的商用器件中篩選出合適的器件用于空間飛行器中，已經(jīng)成為空間系統(tǒng)發(fā)展的主要研究方向之一。微處理器是空間飛行器必不可少的核心部件，因此有必要對目前主流航天用COT

2、S微處理器的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，對其使用軟件容錯技術(shù)產(chǎn)生的容錯效果和性能開銷進(jìn)行比較分析，探索更加適合軟件容錯實現(xiàn)的航天用微處理器體系結(jié)構(gòu)，這對今后航天用微處理器的選用具有十分重要的現(xiàn)實意義。
　　本文首先研究了SIHFT的兩項關(guān)鍵技術(shù)：軟件簽名控制流檢錯技術(shù)和復(fù)制指令檢錯技術(shù)的基本思想和算法；其次研究了ARM7和SPARC V8這兩種微處理器的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)；接著在以上研究的基礎(chǔ)上，對SIHFT技術(shù)在這兩種微處理器體系結(jié)構(gòu)上實

3、現(xiàn)時的容錯效果和性能開銷進(jìn)行了比較和理論分析，提出了適合采用該技術(shù)進(jìn)行軟件容錯的微處理器應(yīng)該具備的條件，并對SIHFT技術(shù)在SPARC V8平臺上實現(xiàn)的關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析，給出了解決問題的算法和相應(yīng)的技術(shù)方案。最后，通過仿真實驗測試了適于目標(biāo)平臺的軟件檢錯技術(shù)的檢錯覆蓋率。在仿真器TSIM上進(jìn)行實驗的結(jié)果數(shù)據(jù)表明：在引入平均133.2％的性能開銷的基礎(chǔ)上，寄存器注入故障，檢錯覆蓋率為95.3%；存儲器注入故障，檢錯覆蓋率為79.8%，這