Design of Distributed Fault-Tolerant Industrial Network

A token-bus-based design method of the distributedfault-tolerant industrial network is presented in this pa-per.The dual-link network is of hot-redundancy.The performance of the network is also discussed.

飞机机电管理系统四节点余度设计

机电管理系统是飞机的重要组成部分,支撑着飞机的安全稳定飞行,针对机电管理系统高性能、高稳定的架构需求,提出了一种四节点余度设计。采用分布式容错结构,依靠高速总线通信技术,实现不同节点间的交叉互连与信息共享,从而有针对性地进行余度决策,一定程度上规避失效风险,保证对机载机电设备的感应与制动。

TMR计算机系统FT-HIT的冗余管理技术

ＦＴ－ＨＩＴ是自行研制的３模冗余（ＴＭＲ）航天容错计算机系统，系统通过硬件冗余和主要由软件实现容错的冗余管理模式实现系统的容错性能。其冗余管理主要包括：故障检测、故障屏蔽、故障隔离。

模块级可重构计算机HIT－FTC2的冗余管理

本文介绍了模块级可重构计算机ＨＩＴ－ＦＴＣ２的冗余管理技术，包括：故障检测，故障屏蔽，故障隔离，系统重构与故障恢复等技术。

综合化航电核心处理系统容错技术研究

当前航空电子系统是一个高度综合化、模块化的系统,作为其基础平台的核心处理计算机系统是一个综合数据处理、信号处理和图像处理的实时分布式计算机系统,可靠性要求很高,必须采用容错技术。文章在介绍实时分布式计算机系统硬件和软件结构的基础上,重点对容错技术进行了研究,提出了分层的容错管理策略,并通过具体实例说明了故障监控、故障处理和系统重构的方法。

基于三层级低开销的FPGA多比特翻转缓解技术

商用现货型FPGA被认为是解决目前空间应用对处理能力需求不断增加的唯一途径,由于其对多比特翻转的敏感性,需要针对空间应用的单粒子效应采取专门的设计加固技术。提出了基于用户逻辑层、配置存储器层和控制层3个层级的容错技术框架。在用户逻辑层,提出了一种新型的低开销的FTR策略用于用户逻辑的错误检测;在配置存储器级,提出了基于模块和帧的动态部分可重构策略用于处理配置存储器的错误;在控制级,以Xilinx ZYNQ片上系统型FPGA为目标,利用其嵌入的硬核处理器进行基于检查点和卷回体制的电路状态保存和恢复。整个容错技术框架在7级流水的LEON3开源器处理器中进行了故障注入的试验验证,试验结果显示在增加85%的LUT资源和125%的触发器资源使用条件下,99.997%注入的故障得到了及时纠正。

电网调度控制系统分布式任务管理的体系架构与关键技术

随着电网规模的不断扩大,采集数据数量的快速增长,数据处理和分析业务向集群化发展,目前单机方式的任务管理在保证分布式任务的高效性、可靠性上面临严峻的挑战。文中提出了一种适用于电网调度控制系统的分布式任务管理技术。首先,分析了电网调度控制系统对分布式任务管理的需求,然后介绍了分布式任务管理的体系架构和自动部署、负载均衡、冗余容错等关键技术和典型应用。测试结果表明该技术能够实现任务在多个节点上的高效计算和可靠运行。

一种航空机载容错计算机的冗余管理技术

文章介绍了作者自行研制的一种航空机载容错计算机系统的设计与实现,系统采用双通道热跟随体系结构。重点分析了基于硬件冗余的冗余管理技术。其冗余主要包括:故障检测、故障隔离、通道切换与故障报警等。

容错多Transputer体系结构

本文提出了一种容错的多Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ的体系结构。该体系结构采用并行处理芯片Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ作为基本处理单元，利用多Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ并行处理系统的并行性、可拓扑性，用软件实现了带一个后援备份的三倍任务仿作的动态混合冗余，达到了高可靠性的目标。在保证高可靠性的前提下，该体系结构还使资源的消耗最少。该体系结构能连续容忍系统处理单元的单故障，并自动地启动后援备份进行重构，具有很高的可靠性、实时响应能力、可配置性和可扩充性。

冗余捷联惯组信息容错管理算法

对于单机多表斜置冗余捷联惯组的故障诊断、隔离和重构,提出无迹卡尔曼滤波结合三交叉容错融合方法。考虑各误差项,对不同的冗余配置建立统一数学模型。通过三交叉重构模型的设计可快速隔离一度故障并输出正确结果,对被隔离的故障表各误差系数采用无迹卡尔曼滤波方法标定,可辨识因误差系数改变而引起的软故障。以单机五陀螺的两种误差系数软故障为例仿真验证了冗余捷联惯组信息容错管理算法的正确性。

一种多模冗余结构存储器系统的容错设计研究

某型飞机代码转换器存储器用于存储ARINC419总线数据的地址,针对存储器数据易丢失影响数据传输的故障,提出了采用多模冗余结构的存储器系统容错设计方案;首先研究了三模冗余结构的可靠性,分析了存储器采用冗余结构设计的可行性,在此基础上,给出了多模冗余结构存储器实现方法和逻辑电路,并对其容错性进行了分析;实际工程应用表明,采用多模冗余结构存储器设计提高了国产化代码转换器的可靠性,降低了该设备的故障率。

基于安全分区操作系统的容错计算机软件架构

机载计算机的综合化程度越来越高,综合了飞行器的多种任务功能,需要满足不同系统不同余度配置的安全要求;这种高可靠的容错计算机对软件的要求越来越高,为了确保不同系统应用程序在时间上空间上的彼此隔离互不影响,在高安全性的实时操作系统中提出了分区(Partition)的概念;介绍了一种高可靠机载容错计算机的系统结构,以及在INTEGIRTY分区操作系统下容错计算机的软件架构、系统调度、余度管理等。

多机容错操作系统DFTOS的设计与实现

本文介绍了一个适于三模冗余容错计算机系统的系统管理软件DFTOS,它是一个多机容错操作系统,具有分布处理和容错计算功能,并且与用户具有良好的接口关系,方便用户对系统的使用和开发。

三模冗余计算机FT-HIT系统设计与实现

文中论述了作者自行研制的航天容错计算机ＦＴ－ＨＩＴ系统的设计与实现技术．ＦＴ－ＨＩＴ系统采用系统级三模冗余结构和主要由软件实现容错的冗余管理模式，具有对关键任务的容错计算和对非关键任务的分布处理功能．

VLSI容错设计研究进展(1)——缺陷的分布模型及容错设计的关键技术

随着芯片面积的增加及电路复杂性的增强，芯片的成品率逐渐下降，为了保证合理的成品率，人们将容错技术结合入了集成电路。文中首先概述了缺陷及其分布，然后概述了容错技术，并详细地叙述了动态容错技术中的两个关键问题：故障诊断及冗余单元的分配问题。

面向飞行控制系统应用的容错计算机系统设计(英文)

在设计飞控计算机时采用了冗余技术(4余度容错计算机),保证系统实现人以两次故障工作,三次故障安全(fo/fo/fs).采用完善的余度管理技术和余度表决监控算法,进行故障的隔离定位和屏蔽,飞控计算机采用多速率任务调度策略,保证了系统的实时性.作者详细地描述了该容错计算机的软件/硬件设计结构、系统调度策略和余度管理算法.

基于冗余管理的水下航行器深度容错控制方法

随着海洋开发的日益增加,水下航行器的研究也进入了快速发展阶段,如何保证航行器在水下恶劣环境中可靠工作成为急待解决的问题,尤其对于超远航程和超长航时的航行器,其航行过程中难免会发生意外错误,因此在保证性能的同时,如何提高水下航行器的容错能力成为近年来研究的一个热点问题。提出了一种基于冗余管理(RedundancyManagement)理论的水下航行器容错控制方案,方案有效利用了航行器中各传感器的冗余性,减少了硬件设备的增加,降低了成本,并利用有限元状态机方法进行了Matlab程序仿真,结果表明,整个方案设计合理,容错控制律真正达到了"容错控制"的目的。

飞控系统多种故障检诊模块的综合设计方法研究

分析了用于飞控系统重构与传感器硬件及解析余度管理的故障检诊模块在飞控系统层次模型中的位置和相互关系 ,将各模块中原有的检诊算法纳入统一的框架 ,建立起这些故障检诊模块之间的联系 ,并提出综合设计的一般性方法。理论分析和仿真研究均表明 ,综合设计不但可以提高各模块故障检诊能力 ,还可从总体上提高其应付诸如相似故障等用常规方法难以处理的复杂故障情况。

一类多输入多输出系统的冗余设计

分析了多输入多输出多变量系统在某环节失效时系统的整体性,给出了针对开环传递函数矩阵以及解耦后新对象均为本质稳定对象时系统的冗余设计方法。该方法有效解决了某环节失效后对系统稳定性的影响,实现了复杂系统的容错控制。仿真结果表明,该冗余设计方法可行,能够实现系统的容错控制。

波音777飞机高升力控制系统余度管理分析

飞行控制系统普遍采用余度技术来提高自身的任务可靠性。余度部件效能的发挥程度主要取决于余度管理策略和方法。根据波音777飞机高升力控制系统的基本构架,通过在线监控与信号表决相结合的方法对系统余度管理方法进行研究。在余度管理方法的设计过程中,充分考虑了布线技术、硬件设计技术及与软件相结合的方法,不但简化了襟缝翼控制器的硬件设计,同时也简化了控制器软件的设计难度,提高了系统可靠性,所用到的方法对同类系统设计有一定的参考价值。