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微机测控系统的容错技术

2015-3-31 07:28| 编辑:电工学习网| 查看: 4404| 评论: 0

  在微机系统发展过程中,在保证可靠性方向存在着两种互相独立的设计思想:一种是排错设计,一种是容错设计。
  排错设计认为,系统的可靠性立足于不发生故障。为了保证较高的可靠性,要求在系统的设计和生产过程中,对元器件进行严格的老化筛选,对元器件实行降额使用,对工艺过程严格把关,增加试验次数,提高试验要求。所有这些措施,都将使成本上升,且难以满足越来越高的可靠性要求。在这种情况下,提出了容错设计的指导思想:故障是客观存在,是不可避免。
  容错的主要措施是两个方面:
  1. 冗余技术
  冗余技术是设置两重或多重的硬件或软件来提高系统可靠性的技术。
  2. 自检技术
  是指对系统本身进行检测,一旦发现故障,停机待修防止错误或动用冗余资源。
  容错技术进一步发展的趋势是:
  1. 由机内容错向机间容错发展,包括从微机系统的网络化、分布化中提高可靠性。
  2. 研究数字电路多重故障的检测与诊断。故障定位由门一级向子系统、系统的功能测试发展。
  3. 发展程序的鉴定方法,提高软件可靠性。
 一、 硬件冗余
  冗余单元和其他单元一同投入运行,当某些单元失效时,运行中的冗余单元负担起单元应完成的工作,也称为“热储备”。
  1. 两单元并联系统
  两个开关、两个电源和两个处理器并行工作。
  2. 三单元表决系统
  三个单元并行工作,其中任意两个有效,系统即有效工作
  3. 三单元取一系统
  在一个单元有故障并切除后,在切除一个,保留一个继续工作。
  4.待命贮备冗余系统
  这种系统共有s+1个子系统,其中只有一个处于运行状态,其余s各处于待命接替状态。
 二、 信息冗余
  检错/纠错码
  设一个信息由k个信息位组成,则最多可有2k个信息,编码器每给增加n-k个二进位,称为冗余位。
  复检
  通过多次检测,取多组信息,经比较做出判断。
 三、 时间冗余
  时间冗余是指通过各种软硬件手段发现检测有错后,再花时间重复执行。一般重复执行的次数是有限的。显然,时间冗余对于固定性的故障是无效的。
  1.指令复执
  2.程序卷回
  3.时间冗余的可靠性模型
 四、 自检技术
  1.自检的目的
  对检测系统进行自检的目的,是发现检测系统的错误,提高检测可靠性,降低误检率。
  2.自检的技术指标
  1)覆盖率
  2)冗余度
  3)自检速度
  4)错误的分析水平
  3.自检的方法
  自检也是一种检测,因此在方法和手段上讲是基本相同的。
  根据自检的时间,可分为:
  1)检测前的自检
  2)实时自检

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