嵌入式可信计算机系统容错机制的设计

摘要

随着嵌入式技术的飞速发展，嵌入式计算机渐渐渗透到人们生活的方方面面，其中某些关键性的应用对计算机的可靠性要求越来越高，传统的计算机系统已无法满足这样的要求。嵌入式可信计算机系统就是一种解决可靠性要求的一种计算机系统。嵌入式可信计算机系统是指具有高安全性、高可用性、高可靠性、高可维修性和高健壮性等特征的嵌入式计算机系统。
　　本文以嵌入式可信计算机容错机制的设计为目的，对影响计算机系统可靠性的原因、故障分类、容错技术、可靠性评价技术进行了介绍和分析，在此基础上完成了嵌入式可信计算机系统容错机制的设计。
　　通过对嵌入式可信计算机可靠性的需求分析，本文给出了以三模冗余＋单模热备份为核心的混合冗余结构，然后详细分析了本系统容错机制中所应用的关键技术，包括TMR技术、热备份技术、两级表决技术、电源冗余技术、热插拔技术和主机板管理技术，并且根据可靠性评价技术，对本系统容错方案进行了可靠性分析，论证了系统所选容错机制的有效作用。
　　最后本文给出了系统主板机的设计和实现，将各个冗余模块集成在一起，形成一个完整的嵌入式可信计算机硬件系统。具体内容包括主机板硬件结构设计，主机板FPGA逻辑编程等。

目录

嵌入式可信计算机系统容错机制的设计

THE DESIGN OF FAULT TOLERANCE MECHANISM ON EMBEDDED DEPENDABLE COMPUTER SYSTEM

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 嵌入式可信计算机功能概述

1.3 容错技术的发展

1.4 论文研究内容

1.5 本文结构

第2章 容错技术及系统可靠性评价技术

2.1 故障及其表现形式

2.2 容错技术

2.3 系统可靠性评价技术

2.4 本章小结

第3章 系统容错机制的分析与设计

3.1 嵌入式可信计算机系统总体架构

3.2 系统工作模式

3.3 单板机冗余容错技术

3.4 两级表决技术

3.5 热插拔技术

3.6 电源系统冗余技术

3.7 主机板管理技术

3.8 本章小结

第4章 主机板的设计与实现

4.1 主机板功能需求分析

4.2 主机板硬件结构设计

4.3 芯片选型与接口定义

4.4 IIC总线通信策略

4.5 FPGA内部逻辑设计与实现

4.6 主机板的制板实现

4.7 主机板管理软件的设计

4.8 本章小节

结论

参考文献

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致谢