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正文摘录:

2006年第23期总第238提高系统容错性的软件技术邓玉元，李少根(西安通信学院陕西西安710106)摘要：计算机在现代军事装备中的作用日益重要，他在装备研制中所占工作量的比例越来越大。由于军用计算机的工作环境一般较恶劣，常容易引起计算机电源不稳定等问题，因此，如何保证计算机系统的可靠性已成为影响装备质量的关键因素。本文综合分析嵌入式系统中提高计算机容错性的常用技术，并给出采用软件恢复块实现掉电恢复的实例。关键词：容错性；软件恢复块；双机热备份；余度计算机；掉电恢复中图分类号：TP302.8文献标识码：B文章编号：1004—373X(2006)23—033一03S0ftwareTechnOlOgyforRaisingSystemErro[。一tolerancePrOpertyDENGYuyuan，I。IShaogen(Xi’anComnlunicationInsritute.Xi’an，710106.【：hina)Abstract：Computerisplayingmoreimportantroleinpresent—daymilitaryfacilities，thusthecomputereffortsaccountformoreandmoreratiointhedevelopmentfare0ffacilities.DuetotheexecrableWOrkingenvl‘ronmentofm|litarycomput{!r，theno—stabilityofcomputerpowel‘一suppl3’isvulnerabletooccur.So，Howtoinsm’ethereliabihtyofcc~mputersystembecomesafatalfactor’offacihty(~uality.ThepaperunlversaUyanalyzestheconlnlonus{!dtec}mologiestoralsc-computererror—toler—an(-eprc)pertiesinembededsystems，accordilagly’，anexampkjofpowel‘一offrecovc-rybysoltwarewayisgiven.Keywor‘ds：error—tol{：ran(：eproperty；softwarerecoverybloc：k；onlinebackupdual一‘machine；redundancycomputer；power—offrecov{!ryl引言影响。现代武器装备中的计算机常为嵌入式实时控制系统，目标机与外部环境有着密切的关系，其工作和操作过程隐含，不容易检测和定位错误。此外，采用计算机的数字系统与传统的模拟系统相比，其信号采集、计算和控制、输出具有离散化的特征，当输入发生突变时，计算机对系统的控制输出将会跟随产生跃变，严重时可能危及任务执行或系统安全。军用嵌入式计算机大量使用于实时嵌入式机载、弹载、舰载、车载等武器装备中，由于装备需要工作在超高低温、强振动和电磁辐射等环境下，如果不采取专门措施，当外部环境不稳定而产生输入突变时，如前所述，数字系统的输出将会产生跟随性突变，从而影响系统的控制品质或导致非预期的后果。容错性作为武器装备的一项突出特性，在研制过程中需要与功能性一样花精力去解决好。就计算机系统的容错性说，除了采用军用档元器件、老化元器件筛选、产品可靠性试验等保障条件外，通常的容错性设计措施有：输入电路稳压调理、软件平滑处理、软件恢复块、双机热备份、相似余度计算机等。本文综合分析这些容错设计措施的基本原理，并重点讨论当计算机系统电源掉电时，怎样采用软件方式进行系统恢复，从而尽可能减少对系统的不良收稿日期：200(j—05—162容错技术的基本原理2.1软件恢复块如图1，计算机的电源可能存在瞬间掉电的情况，出为掉电时问。采用软件恢复块的目的是，电源掉电△，时间内，计算机可自动恢复而不引起输出的突变，从而达到保护系统正常运行的目的。软件恢复块中记录的是对输出有影响的计算机运行状态数据，下面从恢复块的产生与使用两方面来说明软件恢复块技术的原理。图】电源掉电2.1.1恢复块的产生大体上，软件恢复块可由两种方式产生：循环记录和紧急记录。循环记录指的是在应用软件的周期任务中，当完成正常的功能后，将影响计算机输出的关键数据备份到RAM或R()M中，根据应用需要，可保留若干周期的数据，每周期记录本周期数据时，可将最前一周期的数据丢弃；紧急记录指的是平时不进行循环记录，仅在掉电中断服务程序中将关键数据记录到RAM或R()M中。这些记录的关键数据构成了软件恢复块，其内容包括恢复块标33