一种用于双模冗余系统的健壮故障安全接口

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作者 江建慧 闵应骅 彭澄廉 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1164-1168,共5页

迄今为止所提出的大多数故障安全系统是由一个三模或双模冗余结构级联一个故障安全接口所构成的 .为使得整个故障安全系统具有并发差错检测和定位能力 ,有一些系统使用了自校验的冗余模块 .用于三模冗余结构的故障安全表决器能够屏蔽单... 迄今为止所提出的大多数故障安全系统是由一个三模或双模冗余结构级联一个故障安全接口所构成的 .为使得整个故障安全系统具有并发差错检测和定位能力 ,有一些系统使用了自校验的冗余模块 .用于三模冗余结构的故障安全表决器能够屏蔽单个模块的差错 ,但用于双模冗余结构的故障安全接口一般不具有纠错能力 .为解决这一问题 ,提出了一个称为交替互补转换器的故障安全接口的门级电路方案 ,它只要求两个冗余模块的输出构成交替互补矢量 ,且冗余模块无须是自对偶实现的 .这种故障安全系统能够纠正单个冗余模块所产生的单固定型差错 .交替互补转换器通过了Active-VHDL的门级模拟验证 .另外 ,还估计了它的硬件复杂性和传输延迟 . 展开更多

关键词 双模冗余系统 健壮故障安全接口 纠错 差错定位 双模冗余结构 差错检测 故障安全系统

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双模冗余-比较系统的可靠性和安全性分析 被引量：12

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作者 张本宏 陆阳 +1 位作者 魏臻 韩江洪 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期231-237,共7页

提出一种新的冗余系统模型——双模冗余-比较系统,给出该模型下的两种实现策略,利用马尔柯夫过程研究了不同策略下的可靠度和安全度,通过MATLAB的仿真计算,分析了故障检测覆盖率和修复率对可靠度和安全度的影响.与三模冗余和双机热备系... 提出一种新的冗余系统模型——双模冗余-比较系统,给出该模型下的两种实现策略,利用马尔柯夫过程研究了不同策略下的可靠度和安全度,通过MATLAB的仿真计算,分析了故障检测覆盖率和修复率对可靠度和安全度的影响.与三模冗余和双机热备系统的对比研究表明,策略1的安全度最大,可靠度最小;策略2在修复率为0时可靠度最大,安全度与三模冗余系统相当而高于双机热备系统,在修复率为0.01时,安全度最大,可靠度略小于三模冗余和双机热备系统. 展开更多

关键词 双模冗余 比较系统 可靠性 安全性 故障安全

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基于双模冗余的胚胎电子细胞阵列在线故障检测 被引量：8

3

作者 李丹阳 蔡金燕 +1 位作者 孟亚峰 朱赛 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1112-1122,共11页

针对胚胎电子细胞阵列在线故障检测设计困难、检测率低、检测率难以准确计算等问题,提出了一种基于双模冗余的在线故障检测方法和一种基于电路等价性验证的故障检测率分析方法。设计了一种适用于查找表型功能单元的新型检测器,并开发了... 针对胚胎电子细胞阵列在线故障检测设计困难、检测率低、检测率难以准确计算等问题,提出了一种基于双模冗余的在线故障检测方法和一种基于电路等价性验证的故障检测率分析方法。设计了一种适用于查找表型功能单元的新型检测器,并开发了自动化设计程序。针对单固定型故障,将电路转变为待验证电路,再通过故障注入和等价性验证,可以快速精确地计算电路的故障检测率。仿真实验选取16个不同规模的标准电路,分别映射在胚胎电子细胞阵列中,分析了双模冗余后面积、延时变化情况和双模冗余的故障检测率。仿真结果给出了较为详细的面积消耗、电路延时和故障检测率等数据,并验证了本文方法具有很高的故障检测率。 展开更多

关键词 胚胎电子细胞阵列 在线故障检测 双模冗余 自动化设计 等价性验证

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“二乘二取二”和“双模冗余-比较”结构对比研究 被引量：9

4

作者 陆阳 张本宏 +1 位作者 魏臻 韩江洪 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2009年第3期15-22,共8页

研究了"二乘二取二"冗余(D2V2R:double 2-vote-2 redundancy)和"双模冗余-比较"(C-DDMR:comparison of double dual-module redundancy)结构的工作原理,提出了D2V2R结构和C-DDMR结构两种控制策略。利用马尔柯夫过... 研究了"二乘二取二"冗余(D2V2R:double 2-vote-2 redundancy)和"双模冗余-比较"(C-DDMR:comparison of double dual-module redundancy)结构的工作原理,提出了D2V2R结构和C-DDMR结构两种控制策略。利用马尔柯夫过程分析了不同策略下的可靠度和安全度,并用MATLAB进行了仿真计算。对比研究表明,如果选择策略1,则在模块的故障检测覆盖率较高时,C-DDMR结构优于D2V2R结构,在模块的故障检测覆盖率较低时,D2V2R结构优于C-DDMR结构;如果选择策略2,D2V2R结构优于C-DDMR结构。 展开更多

关键词 双模冗余 可靠性 安全性 马尔柯夫模型

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双模冗余非马尔可夫模型可修系统分析 被引量：4

5

作者 苏宏升 张友鹏 《应用概率统计》 CSCD 北大核心 2008年第2期166-174,共9页

文章采用补充变量,将双模冗余系统的非马尔可夫模型转化为马尔可夫过程模型,针对该模型进行可靠性估计,比较了不计维修时系统的寿命分布,介绍了快修条件下系统的可靠性工作特点.牵引变压器应用研究表明这种分析方法是十分有效的.

关键词 双模冗余 马氏过程 寿命估计 快修 牵引变压器

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基于双模冗余容错技术的数据采集系统设计 被引量：6

6

作者 孙秀娟 《电测与仪表》 北大核心 2008年第8期49-52,共4页

为了提高各种设备仪器数据采集系统的可靠性,对数据采集功能电路通过采用双模冗余容错技术,设计两个电路完全一样的采集模块,利用互为热备份的两个采集模块实现了数据的可靠采集。通过设计硬件同步电路实现了两个采集模块在同一时刻对... 为了提高各种设备仪器数据采集系统的可靠性,对数据采集功能电路通过采用双模冗余容错技术,设计两个电路完全一样的采集模块,利用互为热备份的两个采集模块实现了数据的可靠采集。通过设计硬件同步电路实现了两个采集模块在同一时刻对数据进行采集,并且利用仲裁器对双模采集结果进行仲裁比较,根据仲裁结果对双模进行切换选择。同时,为了保证仲裁器单元自身的公正性,以及采集模块的正确性,对各个单元进行了自检设计,且采取了必要的抗干扰措施。实践证明,该系统可实现数据的可靠采集,具有较好的应用价值。 展开更多

关键词 容错技术 双模冗余 仲裁器

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双模冗余-比较系统与三模冗余系统的性能比较 被引量：2

7

作者 武晓春 高雪娟 《自动化与仪器仪表》 2012年第6期169-171,共3页

研究了双模冗余-比较系统和三模冗余系统的工作原理,对各系统的工作状态进行了详细分析。利用马尔可夫过程进行分析,对不同维修率和故障检测覆盖率对系统可靠度和安全度的影响运用MATLAB进行了仿真计算。对比研究表明,如果故障检测覆盖... 研究了双模冗余-比较系统和三模冗余系统的工作原理,对各系统的工作状态进行了详细分析。利用马尔可夫过程进行分析,对不同维修率和故障检测覆盖率对系统可靠度和安全度的影响运用MATLAB进行了仿真计算。对比研究表明,如果故障检测覆盖率较高,且维修率大于0.0001时,三模冗余结构优于双模冗余—比较结构,其他情况下,则双模冗余—比较结构优于三模冗余结构。 展开更多

关键词 故障安全 双模冗余 可靠性 安全性

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双模冗余汉明码的设计与验证 被引量：4

8

作者 乔冰涛 吴旭凡 +2 位作者 刘海静 王正 董业民 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期161-166,共6页

集成电路芯片工作在电磁环境复杂的空间环境中,容易受到高能粒子的影响发生软错误.在芯片内,存储单元所占面积超过一半以上,对存储器单元进行加固是提升芯片可靠性的重要途径之一.因此,本文对汉明码做出改进,提出了一种双模冗余汉明码,... 集成电路芯片工作在电磁环境复杂的空间环境中,容易受到高能粒子的影响发生软错误.在芯片内,存储单元所占面积超过一半以上,对存储器单元进行加固是提升芯片可靠性的重要途径之一.因此,本文对汉明码做出改进,提出了一种双模冗余汉明码,该方法能够修正存储单元中出现的一位翻转和两位翻转.首先,对汉明码编码模块进行逻辑优化,有效减少了编码电路的延迟,再把该模块生成的校验码进行双模冗余处理,作为双模冗余汉明码编码模块的输出.之后依据汉明码解码规则分别对每份校验码与原码的组合进行处理,得到修正后的数据位与两位翻转标志位.通过分析发现当两位翻转未同时发生在原码内时,可以依据两位错误标志位的值得到正确的输出.最后,采用版图分割技术消除了两位原码同时翻转的情况,进一步提高了存储器的可靠性.在本文中,分别实现了字长为4、8和11的双模冗余汉明码,并与其它修正码的性能进行比较,结果表明:它们的电路延迟分别为8位字长汉明码的85%、89%和96%,低于两位修正能力的BCH码. 展开更多

关键词 双模冗余 纠错码 高可靠 存储器 两位翻转

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可编程器件的选择性双模冗余加固方法 被引量：1

9

作者 郑美松 王子龙 +2 位作者 涂吉 王骏也 李立健 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期355-362,共8页

针对现有FPGA加固方法开销过大的问题,提出一种利用逻辑门对故障的屏蔽效应进行选择性加固的双模冗余方法.首先建立待加固电路的查找表结构模型,根据故障的传播概率按电路结构依次计算每个查找表的故障敏感度;然后将故障敏感度高的查找... 针对现有FPGA加固方法开销过大的问题,提出一种利用逻辑门对故障的屏蔽效应进行选择性加固的双模冗余方法.首先建立待加固电路的查找表结构模型,根据故障的传播概率按电路结构依次计算每个查找表的故障敏感度;然后将故障敏感度高的查找表进行双模冗余,并根据要屏蔽的故障类型在冗余后的查找表输出端添加"与","或"逻辑进行表决;最后对加固后的电路进行故障注入,验证加固效果.对MCNC测试集电路的实验结果表明,与现有方法相比,在同等开销下,文中方法对故障的屏蔽效果更显著;全冗余时,该方法可将故障平均减少84.3%,对于apex2,spla等大电路则能减少超过97%. 展开更多

关键词 FPGA 容错 双模冗余 故障敏感度

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一种基于AT96总线的控制单元双模冗余结构设计 被引量：1

10

作者 陈杰 何小鹏 +2 位作者 张洧川 简一帆 陈明虎 《科技视界》 2018年第27期23-24,共2页

控制单元的双模冗余有助于提高控制系统的可靠性。提出了一种基于AT96总线的控制单元双模冗余结构,对信息同步、故障检测和无扰切换进行了设计。通过可靠性计算,得到了冗余切换电路的可靠性指标要求。

关键词 控制单元 双模冗余 可靠性

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双—双模冗余计算机系统的可信率和可靠性分析

11

作者 惠永琴 惠德义 《微型计算机》 北大核心 1996年第2期68-69,72,共3页

本文研究了一种常见的具有自动复位功能的双－双模冗余的计算机系统的可信率和可靠度。系统可信率是一个能定量地描述计算机系统输出信息可靠性的指标。我们把该系统与单处理机系统和二重系系统的可信率和可靠度作了比较，从而定量地描... 本文研究了一种常见的具有自动复位功能的双－双模冗余的计算机系统的可信率和可靠度。系统可信率是一个能定量地描述计算机系统输出信息可靠性的指标。我们把该系统与单处理机系统和二重系系统的可信率和可靠度作了比较，从而定量地描述了双－双模冗余系统的优越性。 展开更多

关键词 计算机系统 可信率 可靠性分析 双-双模冗余

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一种基于双模冗余的扫描结构TSPC型D触发器设计

12

作者 曹雪兵 《微处理机》 2023年第5期1-5,共5页

针对纳米级工艺中存在的组合逻辑电路单粒子瞬态现象对电路可靠性的危害问题。通过采用基于延迟单元的双模冗余思想,在传统设计的基础上,提出一种改进的可以抗单粒子翻转和单粒子瞬态的带有扫描输入功能的TSPC型D触发器。该设计采用双... 针对纳米级工艺中存在的组合逻辑电路单粒子瞬态现象对电路可靠性的危害问题。通过采用基于延迟单元的双模冗余思想,在传统设计的基础上,提出一种改进的可以抗单粒子翻转和单粒子瞬态的带有扫描输入功能的TSPC型D触发器。该设计采用双模冗余结构实现抗单粒子翻转加固,通过引入延迟单元结构消除输入数据信号所产生的SET瞬态脉冲,并添加扫描输入功能增强触发器的灵活性与系统的可测性。通过UMC 55nm工艺软错误故障注入仿真,结果表明,所提出的电路结构能够有效抑制单粒子翻转和单粒子瞬态脉冲对D触发器可靠性的影响。 展开更多

关键词 单粒子翻转 单粒子瞬态 双模冗余 D触发器

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双模冗余系统及其自动切换控制逻辑 被引量：4

13

作者 尹征琦 《电子技术（上海）》 北大核心 1997年第4期5-8,共4页

文章介绍了一种无中心裁决器的双模冗余系统及其自动切换控制逻辑的工作原理和设计，具有逻辑明确完善、电路简单、运行可靠、模板间互联信号少的特点，可用于高可靠性的系统设计中。

关键词 可靠性 双模冗余系统 自动控制

原文传递

交替互补定位器及其用于双模比较冗余结构的差错定位 被引量：7

14

作者 江建慧 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期754-764,共11页

双模比较冗余结构是一种广泛应用的低成本容错结构 .当两个冗余模块之一发生故障时 ,比较器将给出差错检测指示输出 ,该输出既可以按中断信号形式通知系统作出相应的差错处理 ,也可以按硬件信号形式直接用于终止系统工作或启动重构 ,目... 双模比较冗余结构是一种广泛应用的低成本容错结构 .当两个冗余模块之一发生故障时 ,比较器将给出差错检测指示输出 ,该输出既可以按中断信号形式通知系统作出相应的差错处理 ,也可以按硬件信号形式直接用于终止系统工作或启动重构 ,目的是防止故障冗余结构给出错误输出 ,或者确保系统能够提供连续的服务 .这种冗余结构的缺点是比较器不能确切指明故障模块 ,并因此而需要较大的时间开销来完成系统重构和恢复操作 .为解决这一问题 ,提出了一种具有并发输出差错定位功能的双模比较冗余结构 .其中单个冗余模块的输出是一个交替矢量 ,两个冗余模块的输出形成了一个交替互补矢量 ,该矢量送入一个交替互补定位器 .在正常输入情况下 ,根据定位器的输出就可以确定冗余系统是无差错的、还是冗余模块或定位器本身存在故障 .交替互补定位器由 D型触发器和通用门电路构成 ,它被证明为是一个完全故障定位的定位器 .由于所提出的双模比较冗余结构是基于时间冗余原理工作的 ,因此它适用于对速度要求不是非常苛刻的容错系统 . 展开更多

关键词 并发差错定位 交替互补定位器 双模比较冗余结构 容错 计算机

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基于异步电路技术改进三模冗余结构 被引量：1

15

作者 龚锐 陈微 +2 位作者 刘芳 戴葵 王志英 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2006年第z2期23-27,共5页

在借鉴异步电路技术的基础上,对传统三模冗余(TMR)结构进行了改进,提出了基于异步C单元的双模冗余(DMR)结构和基于DCTREG的时空三模冗余(TSTMR-D)结构. DMR结构每位只需两个冗余单元,并采用异步C单元对冗余单元的输出进行同步. TSTMR-D... 在借鉴异步电路技术的基础上,对传统三模冗余(TMR)结构进行了改进,提出了基于异步C单元的双模冗余(DMR)结构和基于DCTREG的时空三模冗余(TSTMR-D)结构. DMR结构每位只需两个冗余单元,并采用异步C单元对冗余单元的输出进行同步. TSTMR-D结构采用解同步电路中显式分离主从锁存器的结构,可以广泛用于各种流水线.在SMIC 0.35μm工艺下分别以DMR,TMR和TSTMR-D结构实现了3个容错8051内核.错误注入实验结果表明,与TMR结构相比,DMR结构可以减小芯片面积,提高芯片性能,同时具有容时序逻辑SEU的特性. TSTMR-D结构在恰当的面积和延迟开销下,可以对各种类型的电路结构进行全面的SEU和SET防护. 展开更多

关键词 三模冗余 异步电路 双模冗余 时空三模冗余 容错 容SEU 容SET

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基于三模冗余结构的列车监控记录系统 被引量：1

16

作者 王鸿欣 崔光照 杨扬 《汕头大学学报（自然科学版）》 2007年第4期41-45,共5页

提出一种新的列车运行监控记录装置系统设计,采用三模冗余的结构提高系统的可靠性.分析了该设计方案的可行性,给出以FPGA为核心构建的设计电路,通过模拟试验得到了良好的仿真效果.

关键词 列车监控装置 双模冗余 三模冗余 可靠度

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微小卫星星务计算机系统的容错控制策略研究 被引量：16

17

作者 向琳 吴翔虎 +2 位作者 廖明宏 崔刚 杨孝宗 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期400-404,共5页

微小卫星系统是一个可靠性要求很高的系统,需要由具有容错能力的星载计算机来控制。针对微小卫星重量、体积、功耗的限制,提出了一种微小卫星的星务计算机系统的可靠性设计方案,设计中采用双模冗余方案搭建系统的容错结构,并根据卫星的... 微小卫星系统是一个可靠性要求很高的系统,需要由具有容错能力的星载计算机来控制。针对微小卫星重量、体积、功耗的限制,提出了一种微小卫星的星务计算机系统的可靠性设计方案,设计中采用双模冗余方案搭建系统的容错结构,并根据卫星的运行要求提出了适用于微小卫星的温备份方式容错控制策略,介绍了一些用于支持温备份方式容错控制策略的关键技术。通过分析在微小卫星设计中的适用情况,温备份策略从硬件开销和时间开销两个方面都有利于卫星的设计。在立体测绘微小卫星“试验卫星一号”的星务计算机系统中的应用表明,提出的可靠性设计方案能够提高小卫星的可靠性、安全性以及实时性。 展开更多

关键词 可靠性 容错 双模冗余 温备份

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一种容忍单粒子双节点翻转的锁存器设计 被引量：3

18

作者 黄正峰 张阳阳 +3 位作者 李雪健 付俊超 徐秀敏 方祥圣 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第4期493-499,共7页

文章提出了一种新型的锁存器,采用双模冗余容错技术,能够同时容忍单粒子单节点翻转和单粒子双节点翻转。相比于同类型的加固设计,文中设计的结构延迟平均下降74.40%,功耗平均下降8.32%,功耗-延迟积(power-delay product,PDP)平均下降75.... 文章提出了一种新型的锁存器,采用双模冗余容错技术,能够同时容忍单粒子单节点翻转和单粒子双节点翻转。相比于同类型的加固设计,文中设计的结构延迟平均下降74.40%,功耗平均下降8.32%,功耗-延迟积(power-delay product,PDP)平均下降75.20%,面积平均减少15.76%;而且该锁存器的延迟对工艺、供电电压及温度的波动不敏感。 展开更多

关键词 软错误 单粒子翻转 单节点翻转 双节点翻转 加固锁存器 双模冗余

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基于维序路由的片上网络容错机制设计 被引量：4

19

作者 王春华 孙琦 +2 位作者 朱新宇 张多利 宋宇鲲 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第10期1346-1351,共6页

文章提出了一种基于维序路由的容错设计,通过使用双模数据发送来减少发送数据的传输延迟,采用维序路由达到通信延时的优化。在搭建的8×8网格结构中,该机制的有效性得到了验证。实验结果表明,相对于端到端检错重传容错方案,基于维... 文章提出了一种基于维序路由的容错设计,通过使用双模数据发送来减少发送数据的传输延迟,采用维序路由达到通信延时的优化。在搭建的8×8网格结构中,该机制的有效性得到了验证。实验结果表明,相对于端到端检错重传容错方案,基于维序路由的双模冗余容错路由方案在注入故障率为10-1时数据的传输延时降低了约40%,同时吞吐量增加了约33%。 展开更多

关键词 片上网络 瞬时故障 容错 维序路由 双模冗余

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一种新颖高效抗SEU/SET锁存器设计 被引量：4

20

作者 梁华国 王旭明 黄正峰 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2014年第7期27-31,36,共6页

随着工艺技术的发展,集成电路对单粒子效应的敏感性不断增加,因而设计容忍单粒子效应的加固电路日益重要.提出了一种新颖的针对单粒子效应的加固锁存器设计,可以有效地缓解单粒子效应对于电路芯片的影响.该锁存器基于DICE和C单元的混合... 随着工艺技术的发展,集成电路对单粒子效应的敏感性不断增加,因而设计容忍单粒子效应的加固电路日益重要.提出了一种新颖的针对单粒子效应的加固锁存器设计,可以有效地缓解单粒子效应对于电路芯片的影响.该锁存器基于DICE和C单元的混合结构,并采用了双模冗余设计.SPICE仿真结果证实了它具有良好的抗SEU/SET性能,软错误率比M.Fazeli等人提出的反馈冗余锁存器结构减少了44.9%.与经典的三模冗余结构比较,面积开销减少了28.6%,功耗开销降低了超过47%. 展开更多

关键词 单粒子翻转 单粒子瞬态 锁存器 软错误 双模冗余

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