基于FPGA核电仪控系统的软件可靠性验证方法研究

摘要

可靠性是核电仪控系统的重要性能之一，是核电站安全稳定运行的保障。本文以基于FPGA的核电仪控系统软件为对象，研究了软件可靠性的验证方法，对于国内FPGA软件验证技术水平的提高具有现实意义。
　　软件可靠性验证方法的核心是验证的完备性、高效性，以及软件抗环境影响的能力。本文针对FPGA软件可靠性验证中的这些关键问题进行研究，做了以下工作并取得了一些创新性成果：
　　1、对于被测空间中未覆盖部分，研究用布尔可满足性问题对其进行建模，该方法可提高验证的完备性。
　　2、针对大规模输入问题，采用模块测试中测试用例生成方法生成测试用例，实验表明求解效率非常低，经分析是由于传统DPLL算法决策策略部分不足所导致的。基于此，优化DPLL算法的决策策略，然后在此基础上，结合随机方法，提出了一种新的测试用例生成方法，仿真验证该方法可高效地解决大规模问题。
　　3、针对现有故障注入器应用范围小，可移植性差的特点，提出适合基于FPGA核电仪控系统软件的故障注入方法，并基于提出的故障注入方法开发了能准确定位故障注入点的故障注入器。借助该故障注入器可评估核电仪控系统软件的容错性，从而完善软件的性能，进一步提高软件的可靠性。

目录

第一章 绪论

1.1 课题背景和研究意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 目前存在的问题

1.4 研究内容和章节安排

第二章 故障模式以及FPGA软件模型建立

2.1故障模式分析

2.2 FPGA软件模型建立方法

2.3 FPGA软件模型建立实例

2.4 本章小结

第三章 测试用例自动生成方法的优化

3.1 解决布尔可满足性问题的算法

3.2 基本DPLL算法及其分析

3.3 DPLL算法的优化

3.4 实例应用

3.5 本章小结

第四章 基于SAP和MCE的故障注入方法

4.1故障注入方法

4.2故障注入器的设计

4.3 本章小结

第五章 仿真实验

5.1 实验环境

5.2 对寄存器单元和存储器单元的故障注入实验

5.3 二输入与逻辑的仿真实验

5.4 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

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