基于EHW和RBT的电路故障自修复策略性能分析

在诸如深空、深海等特殊环境中的电子电路,传统的基于冗余容错技术提高电子系统可靠性的方法受到了很大程度的限制,进而基于硬件演化(EHW)的故障自修复策略开始被广泛研究。但是后者也存在一些弊端,如存在电路演化规模大、电路演化速度慢、故障修复能力有限等问题。因此,在前期工作中,提出了基于EHW和补偿平衡技术(RBT)的电路故障自修复策略。通过从故障自修复能力、故障修复速度、硬件资源消耗等角度对比分析,相比于常规的基于EHW的故障自修复策略,基于EHW和RBT的电路故障自修复策略的故障修复方法灵活、故障修复类型多,且能缩减电路演化规模、缩短电路演化时间、提高电路修复速度、硬件资源消耗可控,其可行性和有效性得到了论证,具有重要的工程应用价值。

基于EHW和RBT的不同类型故障快速修复策略

常规的基于EHW的故障自修复策略存在故障修复类型单一、面对大规模电路修复速度慢、不能实时快速自适应的修复故障等问题。为克服以上问题,在前期工作中提出的基于EHW和RBT的故障自修复策略基础上,对不同故障类型下的故障快速修复策略进行了研究。由于不可能预知实时检测到的故障类型,在提出的快速修复策略中,统一将检测到的故障作为固定型故障进行修复;演化算法根据故障信息演化矫正电路,MUX根据实时检测到的故障信息进行开断,保证UUT正常运行。通过实例仿真证明,提出的快速修复策略的可行性和有效性得到了验证。

基于硬件演化的电路故障自修复实验系统设计与实现

面对复杂的环境,电路系统容易出现故障,且常规电路系统主要基于冗余容错技术提高系统的可靠性。在前期工作中提出了基于硬件演化(evolvable hardware,EHW)和补偿平衡技术(reparation balance technology,RBT)的故障自修复策略,其能够充分利用仿生原理,使电路系统具备自适应、自组织能力。设计实现了能够用于验证所提修复策略的实验系统,并选取了典型电路对基于EHW和RBT的故障自修复策略进行了实验验证,对设计具有自修复能力的电路系统具有重要的指导意义。