在具有硬件容错能力的计算机系统中,其失效65%来自软件,仅有8%来自于硬件。因此,软件容错能力成为决定计算机系统可靠性的关键。为了在出现硬件或软件的暂时或永久故障的情况下,保证关键任务仍能在规定的时限范围内完成运算,并输出正确的结果,提出一种双处理器实时嵌入式容错系统体系结构。该系统结构采用多处理器体系结构,实现计算机之间的通信,并无缝整合了计算机硬件、操作系统、应用软件级的软件容错设计,达到从整体上提高系统可靠性的目的。 1 双机容错实时系统的体系结构
本系统采用图1所示的双机容错系统硬件结构模型。该系统在双机比较系统的基础上,结合多处理机的松耦合与紧耦合系统结构,在不同的处理机间通过通道互连实现通信,为在硬件容错中结合软件容错提供可能。
图1 双机容错系统结构模型
A机和B机各有独自的外围控制逻辑和外设,这样不会引起系统资源的竞争,增加整体系统的稳定性。当然,这样是以花费更多的硬件设施为代价的。比较器及不一致检测用专门设计的仲裁检测电路来实现,其根据A机与B机周期向其发送的自检测信号来判断A机系统和B机系统运行的状况。
双机系统的运行状态如下:
① 如果A机与B机均正常运行,则将计算机A作为主系统,计算机B作为备份使用,A机的运行结果作为系统输出,A机运行到检测点,向B机发送日志,B机更新日志列表。
② 如果A机正常而B机故障,亦将A机的运行结果作为系统输出,同时将B机的运行故障状态报告给A机,并向B机进行复位控制操作。
③ 如果A机故障,B机正常,则进行开关切换操作,B机进行系统备份任务重调度,B机运行结果作为系统输出,并向A机进行复位控制操作,在检测点更新A机日志,保持需要备份的任务状态一致。
在具有硬件容错能力的计算机系统中,其失效65%来自软件,仅有8%来自于硬件。因此,软件容错能力成为决定计算机系统可靠性的关键。为了在出现硬件或软件的暂时或永久故障的情况下,保证关键任务仍能在规定的时限范围内完成运算,并输出正确的结果,提出一种双处理器实时嵌入式容错系统体系结构。该系统结构采用多处理器体系结构,实现计算机之间的通信,并无缝整合了计算机硬件、操作系统、应用软件级的软件容错设计,达到从整体上提高系统可靠性的目的。 1 双机容错实时系统的体系结构
本系统采用图1所示的双机容错系统硬件结构模型。该系统在双机比较系统的基础上,结合多处理机的松耦合与紧耦合系统结构,在不同的处理机间通过通道互连实现通信,为在硬件容错中结合软件容错提供可能。
图1 双机容错系统结构模型
A机和B机各有独自的外围控制逻辑和外设,这样不会引起系统资源的竞争,增加整体系统的稳定性。当然,这样是以花费更多的硬件设施为代价的。比较器及不一致检测用专门设计的仲裁检测电路来实现,其根据A机与B机周期向其发送的自检测信号来判断A机系统和B机系统运行的状况。
双机系统的运行状态如下:
① 如果A机与B机均正常运行,则将计算机A作为主系统,计算机B作为备份使用,A机的运行结果作为系统输出,A机运行到检测点,向B机发送日志,B机更新日志列表。
② 如果A机正常而B机故障,亦将A机的运行结果作为系统输出,同时将B机的运行故障状态报告给A机,并向B机进行复位控制操作。
③ 如果A机故障,B机正常,则进行开关切换操作,B机进行系统备份任务重调度,B机运行结果作为系统输出,并向A机进行复位控制操作,在检测点更新A机日志,保持需要备份的任务状态一致。