星載嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)智能容錯(cuò)技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代小衛(wèi)星具有許多傳統(tǒng)衛(wèi)星無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),逐漸成為目前空間技術(shù)研究的焦點(diǎn)。本課題以南京航空航天大學(xué)“TXZ-1”微小衛(wèi)星研制項(xiàng)目為背景,對(duì)于小衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)容錯(cuò)和可靠性技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。
　　 首先為在資源受限條件下,最大限度提高小衛(wèi)星星務(wù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性,設(shè)計(jì)一種基于松耦合多處理器體系結(jié)構(gòu)的雙機(jī)冗余容錯(cuò)設(shè)計(jì)方案,通過(guò)硬件和軟件容錯(cuò)關(guān)鍵技術(shù)的整合,以實(shí)現(xiàn)從整體上提高系統(tǒng)可靠性目的。利用馬爾可夫預(yù)測(cè)的基本原理,將馬爾可夫鏈引

2、入到系統(tǒng)可靠性模型建立中,通過(guò)建立轉(zhuǎn)移概率矩陣,對(duì)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析并建立可靠性模型。
　　 接下來(lái)對(duì)星務(wù)系統(tǒng)任務(wù)容錯(cuò)調(diào)度算法進(jìn)行探討和研究。根據(jù)微小衛(wèi)星星務(wù)任務(wù)的特點(diǎn),建立一個(gè)多任務(wù)模式的實(shí)時(shí)容錯(cuò)算法模型,綜合考慮了周期性任務(wù)和非周期性任務(wù)的特點(diǎn),給出了模型的定義和相關(guān)特性,并結(jié)合任務(wù)分配算法和嵌入式處理器的局部動(dòng)態(tài)調(diào)度算法,提出一種新的靜態(tài)調(diào)度動(dòng)態(tài)調(diào)整的小衛(wèi)星任務(wù)容錯(cuò)調(diào)度算法。本算法融合基/副版本技術(shù)和Hopfield算法

3、,把靜態(tài)分配歸結(jié)為在資源和時(shí)間約束下的規(guī)劃調(diào)度問(wèn)題,即將目標(biāo)函數(shù)和約束條件轉(zhuǎn)化為能量函數(shù)形式,利用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法高效快速求解出全局極小點(diǎn)或近似值作為分配最優(yōu)解,動(dòng)態(tài)局部調(diào)整非周期任務(wù)工作和副版本任務(wù),保證任務(wù)執(zhí)行的可靠性和時(shí)效性。
　　 然后對(duì)于軟件容錯(cuò)方式屏蔽硬件暫態(tài)故障的方法進(jìn)行了深入研究,提出了一種基于模糊動(dòng)態(tài)聚類判斷數(shù)據(jù)一致性方法,能夠在星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)元器件發(fā)生暫態(tài)故障的情況下,有效地容錯(cuò)并輸出正確的數(shù)據(jù)。