故障注入方法与工具的研究现状

本文将故障注入技术分为基于模拟的故障注入和基于物理的故障注入两类 ,并从应用方法和工具结构两方面介绍了该项技术的研究现状。

龙芯1号处理器的故障注入方法与软错误敏感性分析

在纳米级制造工艺下以及在航天等特殊应用场合中,可靠性将是处理器设计中的一个重要考虑因素.以龙芯1号处理器为研究对象,探讨了处理器可靠性设计中的故障注入方法,并提出了一种同时运行两个处理器RTL模型的故障注入与分析方法,可以实现连续快速的处理器仿真故障注入.在此基础上,进一步分析了龙芯1号处理器的软错误敏感性,通过快速注入大约30万个软错误,保证了分析结果具有较好的统计意义,可以有效指导后续的容错与可靠性设计.

Linux上软件实现的瞬时故障注入方案及实现

针对基于Linux的计算机系统,提出了一种软件实现的瞬时故障注入方案.它通过Linux的ptrace()调用,实现故障注入,工作负载选用八皇后算法和Mibench,实验结果验证了所提出的瞬时故障注入方案的有效性.同时也表明,在基于Intel X 86或Pentium的系统设计中,应该对微处理机中EIP,EBP,ESP这三个寄存器予以很好的保护.

一种用于星载系统可靠性评测的软件故障注入工具

随着计算机应用的日益广泛和复杂,很多传统的故障注入技术及工具已经在很多领域面临着新的挑战.本文详细介绍了由本课题组自主研究开发的一种用于评测星载系统可靠性的软件故障注入工具(SFIOS),该故障注入工具针对星载系统这一特殊对象而开发,采用包括时间、空间、事件在内的多种故障触发方式,不仅能通过软件的方式随时随地注入接近实际的星载故障,而且操作简单,不需要修改星载系统的应用任务,对星载系统影响较小。实验结果表明,采用该故障注入工具评测星载系统可靠性的具有较多的优点和潜力。

容错计算机系统可靠性评估工具:HFI-2故障注入器

本文介绍一个容错计算机系统可靠性评估工具:HFI2故障注入器,描述该故障注入器的功能和结构并讨论一些关键技术,用实验验证了这一工具的有效性.

基于半实物仿真的电路板故障注入系统设计与实现

为了满足某型装备电路板测试性与诊断设计评价的需求,提出了一种基于DSP技术,利用半实物仿真方式实现的故障注入系统;该系统以TMS320C5416系列DSP器件为核心器件,利用CPLD扩展外部电路,主控计算机与该系统的通信通过USB接口实现,在故障注入时通过半实物仿真模式实现对电路板典型故障的注入;通过对典型电路的故障注入试验表明,该系统可靠性高,配置灵活,使用方便;目前该系统已经在工程实践中得到应用,效果明显,对提高电路板测试性设计水平具有重要意义。

故障注入通用仿真平台的研究与设计

针对故障注入仿真研究注入位置受限、平台单一等问题,结合NS2仿真平台和故障注入技术,提出故障注入通用仿真平台设计方案。该方案为系统建立层次结构模型,并以矩阵形式提供拓扑和服务能力信息,提高了故障注入仿真平台的通用性;基于系统配置信息构建故障库,降低了系统故障分析成本,并提高了故障来源的可靠性;设计四元组配置格式实现任意组合故障的注入,降低了故障注入配置的复杂性。仿真实验结果表明,基于该方案构建的仿真平台能够实现满足任意需求的目标系统仿真,并能够保证任意时间任意位置注入故障的正确性和有效性。

多故障诊断策略优化生成技术研究

故障诊断策略设计是测试性设计的重要内容。已有的测试性分析与诊断工具通常做了单故障假设,不适用于复杂系统。针对这一问题,提出了多故障隔离策略优化生成算法。该方法首先采用布尔逻辑运算生成每步测试执行后的完备最小割集,然后采用基于信息量启发式算法生成近似最优的多故障隔离策略。最后应用案例进行了验证,结果表明:本文提出的算法可以有效地生成多故障诊断策略。由于测试与故障的定义是广义的,因此该算法可用于系统级、部件级以及元件级的多故障诊断策略的优化生成。

FTT-1:一个基于硬件的故障注入器的设计与实现

故障注入是评价计算机系统可信性的一种重要的试验方法。构造故障注入器是故障注入研究中的一个重要组成部分。此文介绍了ＦＴＴ－１，一个基于硬件的故障注入器的设计与实现。文章讨论了设计与实现硬件故障注入器的关键技术，并介绍了在ＦＴＴ－１的实现中解决这些关键技术的方法。试验结果证明了ＦＴＴ－１用于评价容错计算机系统可信性的有效性。

分布式实时系统的软件故障注入

针对分布式实时系统的可信验证的难题,建立通用故障模型,将故障模型分为:内存故障、CPU故障、通信故障和服务故障4种。提出一种建立在分布式实时系统环境中的软件故障注入系统结构,它分为3个层次:目标系统、通信网络、软件故障注入系统。软件故障注入系统分3个部分进行设计,软件故障注入器、数据收集模块和故障数据分析模块。对基于该结构的软件故障注入过程进行了说明,实现软件故障注入系统并做了相应的实验分析,实验检测到故障多数为通信故障、内存故障和CPU故障,其覆盖率分别为37.68%、15.47%和15.17%。实验证明这种体系结构很适合分布式实时环境的应用,同时也为进一步研究软件可信验证提供了理论基础和实例依据。

基于J2EE轻量级框架的移动卡类渠道销售管理系统

针对移动公司业务量大、营销网点多且分散的现状,设计了一套基于B/S结构的移动卡类渠道销售管理系统。该系统设计模式采用"模版方法",技术框架选择以Spring框架为核心,集成Struts和Hibernate框架的组合进行开发。其表现层的设计采用Struts框架完成,数据层的设计采用Hibernate框架完成,业务层采用Spring框架完成。结果表明,SSH框架的使用不仅简化了系统的开发过程,而且提高了系统的可扩展性和可维护性;"模版方法"模式的采用解决了相似代码冗余的问题,降低了代码维护的成本。

软硬件协同设计的SEU故障注入技术研究

针对现有容错计算机故障注入方法缺乏对空间环境中频发的单粒子故障模型的支持,本文提出了一种利用背板技术的软硬件协同仿真与故障注入技术,分别针对寄存器部件和存储器部件的特性,设计了多位错误的单粒子故障模型,在寄存器传输级实现了通过软件生成故障并注入到硬件设计中的软硬件协同故障注入方案,避免了在硬件设计中修改代码生成故障破坏系统完整性的问题.基于Leon2内核的故障注入实验表明,本文设计的平台为处理器容错设计提供了一个自动化、非侵入、低开销的故障注入和可靠性评估方案.

机械系统的故障演化测试性建模及预计

采用部件级及系统级的分层建模思想,提出基于故障演化的测试性建模方法.在部件级,分析系统的故障演化机理,建立描述系统故障与征兆参数的定性相关性矩阵;在系统级,使用键合图的分析方法,建立系统中部件故障与子系统以及系统参数间的能量传递关系,进而获得征兆参数与测试间的动力学关系.在考虑故障可检测率、故障可隔离率的基础上,以故障可预测率以及故障可跟踪率分别描述系统对故障的检测、隔离、预测和跟踪的测试性水平.案例分析结果表明:故障与征兆参数的定性关系以及征兆参数与测试的动力学关系能准确刻画机械系统中故障演化与测试的关系,在此基础上提出的测试性预计方法能够有效评估机械系统对故障的检测、隔离、跟踪和预测能力,有助于提高机械系统对故障演化的跟踪和对失效的预测水平.

复杂小断块油藏注聚调剖地面配套工艺

针对常规注聚系统建设投资大和难于搬迁等问题 ,依据复杂小断块油藏区块小而散的特点 ,因地制宜研制设计简单实用、投资少、易搬迁、安全可靠的撬装式注聚工艺流程。通过设备型号的优选和配套工艺的优化设计 ,形成了溶胀搅拌系统、负压配液系统、喂注系统及活动供电 4大系统。现场实施结果证明 ,该工艺流程完全满足复杂小断块油藏注聚调剖的工艺要求 。

高含水率断块油田同井井下采油注水设计及应用

东部老油田已进入高含水开发阶段,面对采出水量增加、处理工作难度大,以及一些边缘断块油田因无法注水而面临减产的矛盾,同井井下采油注水技术是解决该矛盾的有效手段。井下旋流分离器是同井井下采油注水的关键设备,文中重点论述了双锥旋流器的圆柱段、大锥段、小锥段和尾管段等4部分的结构参数优化设计,并设计了相应的实验设备进行分离效果的物理模拟实验,通过旋流分离器处理效果、D80型旋流管溢流芯管的选择及最佳处理量3项实验,验证了该技术能够满足现场需要。经过配套完善后,在XZ1-20井进行了现场应用,在地层产液量相同的条件下,进行同井井下采油注水生产后,地面产油量基本保持不变,地面产水量下降了67%,取得了良好的应用效果。

低渗断块油藏周期性注水设计原则

周期注水是通过周期性地改变注入水量来改善低渗油藏和裂缝孔隙性油藏水驱开发效果的一项技术。金南3号油田是苏北盆地金湖凹陷2001年投入注水开发的低渗断块油田,因油水井水力压裂改造造成油田注采井距适应性变差,部分油水井出现水窜现象,导致油田开发效果差。2003～2005年选择试验区进行周期注水试验,有效地改善了油田开发效果。文章从周期注水驱油机理入手,结合金南3号油田周期性注水试验区试验成果,论述了低渗断块油藏周期性注水的设计原则。

基于相关性模型的液浮陀螺可诊断性分析方法

为了从根本上提高液浮陀螺在轨故障检测与诊断能力,基于相关性模型从设计角度提出了液浮陀螺的可诊断性分析方法.该方法首先建立液浮陀螺各功能模块之间的信息流图,然后结合FMEA建立故障-测点之间的相关矩阵.基于相关性矩阵,建立了故障可检测性、可分离性分析方法,实现了对测点的优化设计.本文提出的相关性模型为定性模型,具有易于构建、计算简单的优点,不仅实现了对液浮陀螺可诊断性设计结果的评估,还可为测点优化配置提供设计依据.

基于加速寿命试验的Web服务器测评

建立了一个面向系统应用软件的基于加速寿命试验的可信性评估框架,对用故障注入方法所获得的软件失效数据运用加速寿命试验模型进行分析,得到了在正常应力水平下的总体健壮率和折算平均寿命两个可信性属性.对Apache和miniwebserver等Web服务器的实验结果表明,Apache的表现要明显优于miniwebserver.

基于测试性设计的软件故障注入研究综述

故障注入技术分为硬件故障注入技术和软件故障注入技术,是保证装备测试性设计阶段验证其可靠性的重要手段,而硬件故障注入因为有其致命的缺点,例如硬件在注入故障后可能会给装备带来永久性损害而大大增加了实验或维修成本等问题;软件故障注入则拥有灵活性强,程序易修改,不会对装备造成损害等诸多优点,使得软件故障注入逐渐成为此项技术的研究热门;文章以近十几年国内外研究文献为基础,以软件故障注入为重点,从研究现状、存在问题以及解决方法等几个方面进行综述,以希望为今后在这方面的研究的科技工作者打下良好的基础。