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一种容忍单粒子双节点翻转的锁存器设计 预览
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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-delayproduct,PDP)平均下降75.2... 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-delayproduct,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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一种应用于SRAM型FPGA寄存器的容错设计 预览
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作者 邱根 毕东杰 彭礼彪 《中国测试》 北大核心 2018年第9期75-79,95共6页
寄存器作为SRAM型FPGA系统设计中的一个重要组成部分,容易受到太空环境中的高能粒子影响而发生软错误。三模冗余设计方法能够对寄存器进行容错防护,但带来大量的资源和功耗开销;针对此问题该文设计一种基于奇偶校验的双模冗余防护结构,... 寄存器作为SRAM型FPGA系统设计中的一个重要组成部分,容易受到太空环境中的高能粒子影响而发生软错误。三模冗余设计方法能够对寄存器进行容错防护,但带来大量的资源和功耗开销;针对此问题该文设计一种基于奇偶校验的双模冗余防护结构,以触发器为单位,利用FPGA查找表结构特点,将两位触发器作为一组进行容错设计,通过奇偶校验选择正确结果输出,能从细粒度方面对寄存器的数据位进行错误屏蔽。该方法于Xilinx Virtex?-6 FPGA中进行设计验证,实验结果表明该方法设计实现的寄存器相对于三模冗余设计方法能减少16.7%的触发器资源和50%的查找表资源。 展开更多
关键词 双模冗余 故障容错 寄存器 软错误 三模冗余
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一种基于AT96总线的控制单元双模冗余结构设计 预览
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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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基于双模冗余的胚胎电子细胞阵列在线故障检测 被引量:4
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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》 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
可编程器件的选择性双模冗余加固方法 预览
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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... 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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一种基于局部可重构技术的DMR设计 预览 被引量:1
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作者 丰坤 李跃华 张金林 《舰船电子对抗》 2015年第6期33-38,共6页
针对机载雷达等空中预警装备要求工作可靠性高、体积小、实时性强的特点,提出了一种基于局部可重构技术的双模冗余(DMR)设计。该技术是在传统硬件冗余的基础上,把核心模块置于现场可编程门阵列(FPGA)的动态区域,当检测到工作模块故... 针对机载雷达等空中预警装备要求工作可靠性高、体积小、实时性强的特点,提出了一种基于局部可重构技术的双模冗余(DMR)设计。该技术是在传统硬件冗余的基础上,把核心模块置于现场可编程门阵列(FPGA)的动态区域,当检测到工作模块故障时,立即把热备份模块接入工作系统,同时通过动态可重构技术对故障进行修复,系统的运行不会因故障而中断。该技术能够满足机载雷达的工作要求,使其能够长时间、不间断地担负战备值班任务。实验表明,该方法能够提高可靠性,减少资源消耗,在机载雷达上具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 机载雷达 局部可重构技术 双模冗余 现场可编程门阵列
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一种低开销的抗SEU锁存器 被引量:1
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作者 方文庆 梁华国 黄正峰 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期679-682,686共5页
随着微电子技术的不断进步,集成电路工艺尺寸不断缩小,工作电压不断降低,节点的临界电荷越来越小,空间辐射引起的单粒子效应逐渐成为影响芯片可靠性的重要因素之一。针对辐射环境中高能粒子对锁存器的影响,提出了一种低开销的抗SEU锁存... 随着微电子技术的不断进步,集成电路工艺尺寸不断缩小,工作电压不断降低,节点的临界电荷越来越小,空间辐射引起的单粒子效应逐渐成为影响芯片可靠性的重要因素之一。针对辐射环境中高能粒子对锁存器的影响,提出了一种低开销的抗SEU锁存器(LOHL)。该结构基于C单元的双模冗余,实现对单粒子翻转的防护,从而降低软错误发生的概率。Spice模拟结果显示,与其他相关文献中加固锁存器相比,LOHL在电路面积、延迟和延迟-功耗积上有优势。 展开更多
关键词 锁存器 C单元 软错误 双模冗余
一种新颖高效抗SEU/SET锁存器设计
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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
面向高端容错计算机的进程容错系统设计与实现 预览 被引量:1
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作者 吴楠 张东 刘璧怡 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第4期92-96,共5页
高端容错计算机主要应用于银行、电信等关键领域中,对于系统失效极其敏感,保证系统关键进程的可靠性至关重要。常见的容错机制主要依据静态结构冗余原理实现,然而硬件层的冗余成本很高且实现复杂,应用软件层的冗余则不具有通用性。提出... 高端容错计算机主要应用于银行、电信等关键领域中,对于系统失效极其敏感,保证系统关键进程的可靠性至关重要。常见的容错机制主要依据静态结构冗余原理实现,然而硬件层的冗余成本很高且实现复杂,应用软件层的冗余则不具有通用性。提出一种基于进程冗余的容错机制和策略,对关键进程构造双模冗余或多模冗余,采用进程间同步等手段确保冗余进程按照同样的执行逻辑运行,监控系统并对不同的错误进行相应的错误处理。与传统的容错方式相比,进程容错管理系统具有通用性高、成本低等特点,能在较小的性能损耗下有效地保证系统的高可靠性,同时避免了硬件定制的复杂性,并对应用程序和用户透明。 展开更多
关键词 容错计算机 进程冗余 双模冗余 I O容错 错误处理
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双模冗余-比较系统与三模冗余系统的性能比较 预览 被引量:1
10
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
研究了双模冗余一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... 研究了双模冗余一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一比较结构,其他情况下,则双模冗余一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-比较系统的可靠性和安全性分析 预览 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——双模冗余一比较系统,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... 提出一种新的冗余系统模型——双模冗余一比较系统,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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“二乘二取二”和“双模冗余-比较”结构对比研究 预览 被引量:7
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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。利用马尔柯夫过程分析了不... 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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武汉铁路实验站微机联锁项目——Linux双机热备系统容错研究与实现 预览
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作者 李丽兰 穆中华 《管理观察》 2009年第32期 29-30,共2页
该论文结合一个实际项目一武汉铁路实验站微机联锁系统,首先分析了计算机容错技术的有关概念和理论及嵌入式系统开发的相关理论和技术,接着总结了实现嵌入式计算机容错系统的关键技术,然后提出了构建嵌入式容错系统的具体方案。在此... 该论文结合一个实际项目一武汉铁路实验站微机联锁系统,首先分析了计算机容错技术的有关概念和理论及嵌入式系统开发的相关理论和技术,接着总结了实现嵌入式计算机容错系统的关键技术,然后提出了构建嵌入式容错系统的具体方案。在此基础上介绍了该方案的硬件平台以及软件的开发,并给出了嵌入式系统实现的过程。 展开更多
关键词 容错计算机系统 双模冗余 双机热备
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基于双模冗余容错技术的数据采集系统设计 预览 被引量:5
14
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... 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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双模冗余非马尔可夫模型可修系统分析 预览 被引量:4
15
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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基于三模冗余结构的列车监控记录系统 预览 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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基于异步电路技术改进三模冗余结构 预览 被引量:1
17
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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微小卫星星务计算机系统的容错控制策略研究 预览 被引量:14
18
作者 向琳 吴翔虎 +2 位作者 廖明宏 崔刚 杨孝宗 《宇航学报》 EI 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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高可靠性工业控制系统的设计及实现 预览
19
作者 胡宝霞 时雨 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 1998年第1期 42-45,共4页
以锅炉控制为对象,设计并实现了一个具有较高实用价值的可重组双模测控系统,该系统具有故障自动检测,自动恢复,自动切换,系统重组等功能,重点讨论了系统比较,同步,重组控制机构及其故障检测算法。
关键词 容错 重组 双模冗余 工控机 故障检测
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一种用于双模冗余系统的健壮故障安全接口 预览
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作者 江建慧 闵应骅 《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个... 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单错,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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