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题目:8051和8086一体化故障注入器的研究与实现

关键词:容错系统;故障注入;故障管理;数据采集;FPGA;ARM9

  摘要

随着国家航空航天领域的不断发展,当前实现了越来越多的需要高可靠性、高安全性的系统。这些系统的容错能力成为其应用的关键问题,而故障注入作为一种有效的可靠性评测方法在国内外得到了广泛的研究。相比软件、仿真类型的故障注入,基于硬件故障注入技术的研究对于实际需要在高干扰、高辐射环境下运行的系统显得尤为重要,尤其是针对目标处理器的故障注入技术逐渐成为研究的热点。本课题研究的注入器对国内航空航天领域经常用到的51系列、86系列目标处理器进行总线一级的故障注入,采取多条件触发方式产生包括粘合、反转、瞬时、永久等类型的故障,从而模拟了目标处理器在太空干扰的条件下可能产生的各种故障,有效地验证了系统的容错能力。51系列、86系列目标处理器由于其在功能、管脚数目等方面的相似性,本课题对它们进行一体化的研究,改进了原有故障注入器只能针对单一目标处理器故障注入的方式。同时,原有的故障注入器一般将故障管理模块放在上位机实现,因此为了能够在特殊环境中没有上位机同样实现故障管理,本设计在结构上将故障管理模块放到注入器上实现,从而使得注入器本身就可以实现从故障管理、故障注入到数据采集和分析的一整套流程。同时故障管理模块、数据采集和分析模块针对8051、8086大模式、8086小模式的一体化管理也使得整个故障注入器的一体化设计更加完整。8051和8086一体化故障注入器在航天科技集团502所的故障注入测试中得到了很好的应用。