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星载SAR控制软件故障注入技术研究

作　者: 朱鹏
导　师: 张平
学　校: 中国科学院研究生院（电子学研究所）
专　业: 通信与信息系统
关键词: 故障注入单粒子事件单片机中断
分类号: TN958
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 334次
引　用: 8次
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内容摘要

目前，计算机系统已经得到广泛的应用，计算机系统的可靠性已经越发受到人们的重视。尤其在航空、航天系统以及一些军事通讯等用途中，高可靠性系统的需求显得尤为必要。在这些系统中，计算机一旦出现失效，就会导致巨大的经济损失，甚至会产生军事、政治上的损失。对于这类系统，可靠性就是一个非常重要的参数。随着计算机系统的飞速发展，可靠性系统的应用已经越发广泛，如今已经延伸到交通、金融、船舶、电力等行业。在航天系统中，可靠性的需求尤为强烈。故障注入技术是容错计算机可靠性的重要评测方法。本文在航天单粒子翻转(SEU)和RAM的故障模型关系方面进行了详实的研究，并提出了中断控制、软件故障注入的新方法，研究了航天单粒子事件与故障模拟之间的理论模型。论文重点研究了基于DS80C320单片机的故障注入系统，所研究的故障注入器对用于航天有效载荷分系统控制的80C31型单片机系统中的监控程序的容错能力进行考查和验证。实验结果证明，此故障注入方法可以模拟单粒子事件对系统的影响，并能成功对系统注入故障。和传统的硬件故障注入法、软件注入法相比，此方法具有操作简单、易控制注入故障深度、实时注入、在线监控分析等突出优点。

全文目录

第一章绪论  8-22
  1．1 合成孔径雷达的历史和发展  8-10
  1．2 航天系统中可靠性的意义  10-16
    1．2．1 系统可靠性意义  10-12
    1．2．2 高可靠性系统构造方法  12-14
    1．2．3 系统可靠性评测方法  14-16
  1．3 国内外故障注入研究概况  16-20
    1．3．1 国内外研究现状  17-18
    1．3．2 故障注入分类方法  18-19
    1．3．3 故障注入应用  19-20
  1．4 本文主要做的工作  20
  1．5 本文的主要贡献  20-22
第二章故障注入技术研究  22-34
  2．1 故障的分类  22
  2．2 故障注入模型  22-24
  2．3 故障注入的属性  24-25
  2．4 故障注入环境  25-26
  2．5 常用故障注入技术  26-33
    2．5．1 基于硬件的故障注入方法  27-29
    2．5．2 基于软件的故障注入方法  29-33
  2．6 星载SAR软件控制系统中采用的故障注入系统  33
  2．7 本章小结  33-34
第三章单粒子事件与故障注入的研究  34-45
  3．1 单粒子事件的故障模型  35-40
    3．1．1 单粒子效应  35-36
    3．1．2 RAM的故障模型分析  36-38
      3．1．2．1 RAM的基本结构  36
      3．1．2．2 RAM的故障表现  36-37
      3．1．2．3 RAM的故障模型  37-38
    3．1．3 单粒子事件故障的模型  38-40
  3．2 单粒子事件故障注入模型  40-44
    3．2．1 FARM模型  40
    3．2．2 单粒子故障注入的模型  40-44
  3．3 本章小结  44-45
第四章故障注入器的设计方法和实验结果  45-63
  4．1 非屏蔽中断法  46-53
    4．1．1 PFI故障注入目标板  47-51
      4．1．1．1 DS80C20芯片简介  48-50
      4．1．1．2 单片机和锁存器以及ROM/RAM连接方式  50-51
      4．1．1．3 PFI中断介绍  51
      4．1．1．4 PFI中断故障注入  51
    4．1．2 仿真器  51-52
    4．1．3 宿主机  52
    4．1．4 实验结果以及分析  52-53
  4．2 外部中断法  53-62
    4．2．1 外部中断故障注入目标板  53-54
    4．2．2 wave仿真器  54-55
    4．2．3 宿主机  55
    4．2．4 实验结果和结果分析  55-62
  4．3 本章小结  62-63
第五章结论  63-64
参考文献  64-68
攻读学位期间发表的学术论文  68-69
致谢  69

星载SAR控制软件故障注入技术研究

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