基于PROFIBUS总线的分布式控制系统冗余容错的关键技术

在实时嵌入式工控领域中,系统的实时性和高可靠性尤为重要.针对实时嵌入式领域中的工业现场分布式控制系统,设计了双冗余热备份PROFIBUS主站仲裁模块,提出了双冗余主站工作保持数据一致性问题以及双冗余PROFIBUS总线的工作与切换方案,并且设计了虚拟双端口存储器通信协议,提高了系统的可用性和可靠性.     

嵌入式网络化设备的可靠性与安全性设计

嵌入式设备资源有限,为提高嵌入式网络化设备的可靠性,分析了网卡冗余备份技术的实现原理,提出了一种通过在驱动程序中实现双网卡冗余备份的方案,并设计了相应的冗余切换算法.该算法具有应用无关性的特点,切换效率高,并且保持了低的资源占用率.为提高嵌入式网络化设备的安全性,实现了MAC地址过滤和IP防火墙功能,禁止非授权主机的访问.该方法有效地提高了网络安全性,已经在具有双以太网接口的硬件平台上测试通过.     

嵌入式技术在煤矿井下排水系统中的应用

煤矿井下排水系统是煤矿安全生产的重要环节,传统的基于单片机的系统稳定性、可靠性较差.因此,将可靠性、实时性很高的嵌入式系统应用于煤矿井下排水系统中具有极强的现实意义.该系统实现了煤矿井下排水系统的基于嵌入式系统的网络接入,采用基于ARM处理器网络接口的硬件设计,以及μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统,并阐述了网络芯片应用中的几个技术问题.     

复杂多态系统的冗余备份元件优化

在复杂的多态系统中,系统可靠性非常重要,最常见的是冷热备份模式来实现系统的可靠性.本文中我们提出了混合冗余备份模式,计算复杂系统的可靠性和任务成本,解决复杂系统中的备份元件优化分布和初始化问题.本文主要是通过离散数学的概率分布计算复杂系统中元件的可靠性和任务成本,利用量子遗传算法来解决冗余备份元件的优化分布问题.最后同时通过仿真实验来计算出系统的可靠性和预期的任务成本,以及冗余备分元件的优化分布,得出了复杂系统可靠性与成本的平衡关系.     

城市消防远程监控系统的容错设计

FD-2000城市消防远程监控系统是一个实时监控系统,它对实时性和可靠性都有很高要求。该系统通过采用分布式软件系统、硬件设备冗余、容错技术等来提高系统的可靠性。实践证明,这些容错技术在该系统中的应用是非常有效的。     

基于VxWorks下PNN故障诊断的冗余容错系统

针对航天测控系统的可靠性需求,提出了一种紧凑型PCI总线测控系统的冗余容错设计方案。系统下位机采用了基于VxWorks嵌入式操作系统来保证实时性,并在VxWorks系统中实现了高可用热插拔技术用于提高系统的冗余容错性能。提出了利用基于概率神经网络（PNN）的故障诊断方法对热冗余设备进行在线故障诊断。仿真与实验验证的结果表明,该系统具有良好的冗余容错性能,该设计方法可以有效提升系统的可靠性。     

卫星光通信粗瞄系统可靠性分析

卫星光通信终端系统对实时性和可靠性均有要求, 针对不同备份方式, 在不同故障覆盖率下, 利用马尔科夫链理论对该系统的可靠性进行分析. 仿真结果表明, 冷备份方式的系统可靠性比热备份方式的系统可靠性高, 故障覆盖率为1时, 采用冷、热备份相结合方式, 能够同时满足系统的可靠性与实时性需求.     

列车网络监控系统可靠性分析与设计

在分析传统列车网络监控技术的基础上,设计了基于TCN(WTB/MVB)总线的新型列车网络监控系统的可靠性.该系统采用网络通信的两模冗余模式和监控处理核心的三模冗余方法来提高系统的可靠性,并使用全共享存储器为冗余计算机间的同步传输和实时表决创造了条件.针对监控系统软件的高实时性、复杂多任务、高可靠性等特点,设计了一种对所有不同性质的任务都能够得到真正实时、可靠执行的两级调度策略.实验结果表明该方法可以有效的提高列车网络监控系统的可靠性.     

基于抗辐照龙芯的星载计算机容错启动研究

将硬件冗余、检错纠错和刷新技术相结合,设计了一种以龙芯1E处理器为核心且使用FLASH存储引导程序的新型容错星载计算机结构。在对存储器进行冗余备份的基础上,采用硬件EDAC和刷新技术提高了存储器数据的可靠性。基于这种新型硬件结构设计,分析了星载计算机的可靠性,并提出了一种星载计算机高可靠容错启动方案。该方案通过利用硬件冗余资源和软件备份屏蔽了存在故障的存储芯片及出错软件,从而引导星载计算机正常启动。实验结果表明,该方案有效地屏蔽了常见的星载计算机启动故障,提高了星载计算机的可靠性。     

μC/OS-Ⅱ在AT89S52上的移植

通讯和网络技术的迅速发展推动嵌入式系统的发展进程,嵌入式系统凭借其高度的可靠性、低成本、小体积、低功耗的特点占据了广阔的市场。在嵌入式系统中使用实时操作系统,可以提高系统的稳定性、可靠性和实时性,因此为单片机移植操作系统是单片机开发的必要工作。简要介绍了实时操作系统μC/OS-Ⅱ的结构,详细分析其在AT89S52处理器上的移植过程。指出了移植中出现的问题,并对移植后的系统进行了测试,从而构成了一个实时多任务的开发平台。