航天器控制计算机容错技术

本书系统介绍了航天器控制计算机所涉及的多种容错技术，内容主要包括：航天器控制计算机所面临的空间环境及其故障模型；容错系统结构和时钟同步技术；故障检测技术；多种空间总线容错技术；单版本和多版本等软件容错技术；基于冗余设计和重构的SRAM型FPGA容错技术；多种故障注入技术；以可进化硬件容错和人工免疫硬件容错为代表的智能容错技术。

第1章  绪论
1.1 容错技术的基本概念和理论
1.1.1 基本概念
1.1.2 可靠性理论
1.2 航天器控制计算机面临的空间环境
1.2.1 空间环境介绍
1.2.2 空间环境的损伤效应分析
1.3 容错技术发展状况及其展望
第2章  容错系统结构及其关键技术
2.1 容错系统结构
2.1.1 模块级冗余结构
2.1.2 备份容错结构
2.1.3 三机容错结构
2.1.4 其他容错结构
2.2 同步技术
2.2.1 同步时钟系统
2.2.2 系统同步方法
2.3 硬件冗余容错设计
2.3.1 冗余设计的通用逻辑模型和流程
2.3.2 冗余的方案论证
2.3.3 冗余的设计实现
2.3.4 冗余的分析验证
2.3.5 冗余的测试验证
第3章  故障检测技术
3.1 故障模型
3.1.1 按时间分类的故障模型
3.1.2 按空间分类的故障模型
3.2 故障检测技术
3.2.1 概述
3.2.2 CPU的故障检测方法
3.2.3 存储器的故障检测方法
3.2.4 I/O的故障检测方法
第4章  总线技术
4.1 星载总线技术的概述
4.1.1 基本概念
4.1.2 基本术语
4.2 MIL-STD-1553B总线
4.2.1 总线系统故障模型
4.2.2 总线冗余容错机制
4.3 CAN总线
4.3.1 总线协议标准
4.3.2 物理层协议及容错性
4.3.3 数据链路层协议及容错性
4.4 slDacewire总线
4.4.1 物理层及容错性
4.4.2 链路层及容错性
4.4.3 网络及路由
4.4.4 容错机制
4.5 其他总线
4.5.1 IEEE1394总线
4.5.2 以太网
4.5.3 I2C总线
第5章  软件容错技术
5.1 软件容错的基本概念和原理
5.1.1 软件故障
5.1.2 软件容错
5.1.3 软件故障发现和表决
5.1.4 软件故障隔离
5.1.5 软件故障恢复
5.1.6 软件容错的技术体系
5.2 单版本软件容错
5.2.1 回卷恢复
5.2.2 基于编译器的软件容错技术
5.2.3 软件陷阱
5.3 多版本软件容错
5.3.1 恢复块
5.3.2 多版本编程
5.3.3 分布式恢复块
5.3.4 N自检软件
5.3.5 一致性恢复块
5.3.6 接收表决
5.3.7 多版本的优缺点
5.4 基于数据多样性的软件容错
5.4.1 数据重表达
5.4.2 重试块
5.4.3 N复制编程
5.4.4 两次仲裁
第6章  FPGA容错技术
6.1 空间环境对FPGA的影响
6.2 sRAM型FPGA的故障模式
6.2.1 SRAM型FPGA的结构
6.2.2 SRAM型FPGA的故障分类及故障模式分析
6.3 SRAM型PPGA容错技术
6.3.1 SRAM型。FPGA的设计缓解技术
6.3.2 SRAM型FPGA重配置技术
6.4 典型的SRAM型FPGA容错设计方案
6.5 反熔丝型FPGA的容错技术
第7章  故障注入技术
7.1 故障注入的基本概念
7.1.1 实验者
7.1.2 建立故障模型
7.1.3 执行故障注入
7.1.4 故障注入的目标系统
7.1.5 系统行为观察
7.1.6 实验结果分析
7.2 故障注入技术分类
7.2.1 仿真实现的故障注入
7.2.2 硬件实现的故障注入
7.2.3 软件实现的故障注入
7.2.4 物理的故障注入
7.2.5 混合的故障注入
7.3 故障注入系统的评价及应用
7.3.1 注入的可控性
7.3.2 注入的可观性
7.3.3 注入的有效性
7.3.4 故障注入的应用
7.4 故障注入平台及工具
7.4.1 EDA环境下的故障注入平台
7.4.2 基于计算机总线的故障注入平台
7.4.3 基于串列加速器的故障注入实例
7.4.4 故障注入技术研究的发展方向
第8章  智能容错技术
8.1 可进化硬件容错
8.1.1 基本概念和原理
8.1.2 进化算法
8.1.3 可编程器件
8.1.4 可进化硬件容错的实现方法
8.2 人工免疫硬件容错
8.2.1 基本概念和原理
8.2.2 人工免疫容错方法
8.2.3 人工免疫容错的实现
附录  术语
参考文献