星載嵌入式計算機系統(tǒng)智能容錯技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代小衛(wèi)星具有許多傳統(tǒng)衛(wèi)星無可比擬的優(yōu)勢,逐漸成為目前空間技術(shù)研究的焦點。本課題以南京航空航天大學“TXZ-1”微小衛(wèi)星研制項目為背景,對于小衛(wèi)星星載計算機容錯和可靠性技術(shù)進行了深入的研究。
　　 首先為在資源受限條件下,最大限度提高小衛(wèi)星星務計算機系統(tǒng)的可靠性,設計一種基于松耦合多處理器體系結(jié)構(gòu)的雙機冗余容錯設計方案,通過硬件和軟件容錯關鍵技術(shù)的整合,以實現(xiàn)從整體上提高系統(tǒng)可靠性目的。利用馬爾可夫預測的基本原理,將馬爾可夫鏈引

2、入到系統(tǒng)可靠性模型建立中,通過建立轉(zhuǎn)移概率矩陣,對系統(tǒng)的可靠性進行分析并建立可靠性模型。
　　 接下來對星務系統(tǒng)任務容錯調(diào)度算法進行探討和研究。根據(jù)微小衛(wèi)星星務任務的特點,建立一個多任務模式的實時容錯算法模型,綜合考慮了周期性任務和非周期性任務的特點,給出了模型的定義和相關特性,并結(jié)合任務分配算法和嵌入式處理器的局部動態(tài)調(diào)度算法,提出一種新的靜態(tài)調(diào)度動態(tài)調(diào)整的小衛(wèi)星任務容錯調(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)為在資源和時間約束下的規(guī)劃調(diào)度問題,即將目標函數(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)絡算法高效快速求解出全局極小點或近似值作為分配最優(yōu)解,動態(tài)局部調(diào)整非周期任務工作和副版本任務,保證任務執(zhí)行的可靠性和時效性。
　　 然后對于軟件容錯方式屏蔽硬件暫態(tài)故障的方法進行了深入研究,提出了一種基于模糊動態(tài)聚類判斷數(shù)據(jù)一致性方法,能夠在星載計算機系統(tǒng)元器件發(fā)生暫態(tài)故障的情況下,有效地容錯并輸出正確的數(shù)據(jù)。