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165

作者：

张汩

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摘要：

在航空航天,军事领域,工业控制等关键应用领域中,需要高可靠性的保障.如何保证系统快速,精确,可靠,持久运行,是需要重点研究解决的关键问题之一,这需要系统具备冗余和容错能力.本文研究了双机冗余系统的容错技术和方法,提出了基于双机热备份冗余模式的双DSP系统方案.本文主要内容分为三部分,分别是冗余方案的选择,双DSP系统的硬件设计和软件设计. 首先,本文研究了容错处理技术,对各种双机冗余方式进行了详细的介绍,比较了各种方案的优缺点,进而根据系统应用特点提出了双余度热备份DSP系统设计方案,该方案的特点是系统简单高效,体积小,功耗低,响应快,特别适合嵌入式应用领域. 其次,对双DSP系统硬件进行了详细设计.先是介绍硬件结构总体设计,根据应用特点选择合适的DSP和FPGA型号,然后再研究了双机同步方式的基础上确定了双DSP系统同步设计,并对双机通讯,检错逻辑和仲裁切换模块进行了详细的设计.系统采用双口RAM以及McASP实现双机通讯,采用FPGA可编程逻辑器件设计检错和仲裁切换电路,并进行了相关仿真实验,验证设计的正确性. 最后,对系统软件设计采用模块化和层次化的设计,先介绍系统软件的主要功能模块及结构,然后具体实现了双机可靠通讯和同步,并提出了比较仲裁的实现算法.同时,还设计了各模块的自检方法,增强系统检错纠错能力.在软件容错方面,采用指令冗余,软件陷阱,软件看门狗等方法来使发生故障的系统恢复正常运行.另外,为了验证系统容错性能,还进行了失效模拟仿真,包括硬件故障模拟和软件故障模拟.通过测试表明,本文设计的双DSP系统具有较好的容错性能,达到了设计要求.

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关键词：

冗余；DSP；FPGA；容错技术

学位级别：

硕士

DOI：

CNKI:CDMD:2.2010.232905

被引量：

6