基于AER的PCI Express总线故障注入工具研究

摘要

随着信息化的进程,计算机系统越来越深入地融入了国民经济的各个领域,人们对计算机系统的依赖程度与日俱增。尤其是军事、金融、电信、航空航天等国民经济关键领域,不仅需要计算机系统拥有强大的计算能力,更需要其具有极高的可靠性。
　　PCI Express是由英特尔提出的最新的总线和接口标准,它代表了第三代I/O接口标准。它的主要优势是数据传输速率高,而且还有相当大的发展空间,另外带宽选择灵活性高,适应性强。PCI Express总线在现代计算机,特别是高端容错计算机的I/O系统中被广泛采用。高端容错计算机系统提供的网络服务、存储服务等都依赖于PCI Express总线,PCI Express总线的可靠性是高端容错计算机系统提供可靠服务的非常重要的一个环节。
　　为了评测计算机的 PCI Express容错机制的可靠性,本文研究了基于硬件的PCI Express总线故障注入工具的工作原理,设计并实现了PCI Express总线测试套件。使用该测试套件对某国产高端容错计算机进行了测试,为该计算机系统提供了多项改进建议。
　　另外,本文通过研究 PCI Express总线的故障检测和故障处理机制,设计并实现了基于Linux内核AER驱动的PCI Express总线故障注入工具,并在惠普 Proliant ML150 G6服务器上进行了测试,验证了故障注入工具的有效性,并根据测试结果对该服务器的 PCI Express总线软件层的容错机制进行了分析。该工具的实现,弥补了基于硬件的 PCI Express总线故障注入工具仅适于评测PCI Express硬件层容错机制的不足,两者相互配合,能够全面的评测计算机系统软硬件对PCI Express总线故障的容错能力。

目录

基于AER的PCI Express总线故障注入工具研究

RESEARCH ON PCI EXPRESS BUS FAULT INJECTION TOOL BASED ON THE AER

摘 要

Abstract

第 1 章 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 可靠性评测

1.2.2 故障模拟技术

1.2.3 故障注入技术研究现状

1.2.4 典型的故障注入工具

1.2.5 PCI Express总线故障注入现状

1.3 本文的主要研究内容

第 2 章 基于硬件的PCI Express故障注入工具研究

2.1 PCI Express总线简介

2.1.1 PCI Express的拓扑结构

2.1.2 PCI Express协议介绍

2.2 安捷伦PCI Express注入器

2.2.1 工作方式

2.2.2 编程接口

2.3 基于PCI Express注入器的自动化测试套件

2.3.1 概要设计

2.3.2 详细设计

2.4 本章小结

第 3 章 基于AER的PCI Express总线故障注入工具

3.1 PCI Express故障的检测和传播

3.2 PCI Express错误报告

3.2.1 错误类型

3.2.2 PCI Express错误报告机制

3.3 AER驱动研究

3.4 PCI Express总线故障注入工具设计与实现

3.4.1 故障注入环境检测模块

3.4.2 故障注入模块

3.4.3 数据回收模块

3.4.4 支持的故障集

3.5 本章小结

第 4 章 容错性能评测实验

4.1 自动化测试套件实验及数据分析

4.1.1 实验环境

4.1.2 实验过程

4.1.3 实验结果及分析

4.2 基于AER的PCI Express总线故障注入工具实验

4.2.1 实验环境

4.2.2 实验结果与分析

4.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致 谢