容错系统中的自校验技术及实现方法

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1、容错系统中的自校验技术及实现方法

2、第1为保证系统具有高可靠、长寿命和响应迅速，必须采用容错技术。从功能上讲，一个容错系统可用图１所示框图来描述，系统模块可由若干个功能相同的子模块并联组成，故障检测模块对系统模块的功能进行检测，检测到故障后由故障处理模块对系统模块进行重新配置，使系统在部分模块失效的情况下，仍能输出正确结果。在这个系统中，故障检测模块和故障处理模块起着至关重要的作用，它们往往是系统的薄弱点。因此，容错系统要有高的可靠性必须保证故障检测和处理模块的可靠性，故障检测系统不仅要检测系统模块的故障，而且还

3、要能够检测自身的故障，使故障处理模块得以正确处理所发生的故障。自校验技术是用于故障快速检测的一种有效手段，特别是具有完全自校验性质的自校验装置，它不仅能及时检出系统模块的差错，还能检测出自身的差错。在容错系统设计中，将自校验网络置于系统中，可大大提高系统对差错的反应能力，使差错潜伏期缩短，有效地防止错误传播。１自校验网络定义一个容错系统，其所有可能的输出值组成的集合U（称输出空间）由S和U-S两部分组成。当系统中无故障时，系统输出S中的元素，一旦系统发生故障则输出U-S中的元素。500)this.style.o

4、useg(this)">如果一个电路的正常输出集S是一个检错码集，则该电路称为自校验电路。在无故障发生的情况下，自校验电路输出码向量；当预定故障发生时，则输出非码向量。连接在自校验电路输出端的校验器监督电路的输出，当非码向量出现时，校验器给出差错指示。自校验电路与校验器一起构成了自校验网络，其结构如图２所示。下面我们给出自校验网络的几个概念，设S(X)是输入向量空间，500)this.style.ouseg(this)">是合法输入向量空间，500)this.style.ouseg(this)">是非法输入向量

5、空间，S(F)是输出向量空间，500)this.style.ouseg(this)">是合法输出向量空间，500)this.style.ouseg(this)">是非法输出向量空间，500)this.style.ouseg(this)">是组合逻辑网络所考虑的单故障集，网络的所有输入取自其合法输入集。定义１：组合逻辑网络对500)this.style.ouseg(this)">是自测试的（简称ST），若：对任意故障500)this.style.ouseg(this)">存在500)this.style.ouse

6、g(this)">，使网络输出500)this.style.ouseg(this)">。该定义是说对给定单故障集中的任何一个故障，总存在一个合法输入，它将导致组合逻辑网络产生非法输出，即用该输入可检测此故障。定义２：组合逻辑网络对500)this.style.ouseg(this)">是故障保险的（简称FSE），若：对任意故障500)this.style.ouseg(this)">存在500)this.style.ouseg(this)">使网络输出500)this.style.ouseg(this)">，或者

7、500)this.style.ouseg(this)">，其中G(X)是网络的正确输出。该定义是说在合法输入条件下，对给定单故障集中的任何一个故障，组合逻辑网络将给出一个合法输出或一个非法输出，但不会给出同该合法输入不相对应的另一个合法输出。定义３：组合逻辑网络对500)this.style.ouseg(this)">是完全自校验的，若它对500)this.style.ouseg(this)">是自测试的和故障保险的。对给定单故障集中的任何一个故障，完全自校验的组合逻辑网络在合法输入的情况下，或者产生一个合法输

8、出，或者产生一个非法输出，且后者在故障存在期间是必然要出现的。这就使得网络在不产生不正确合法输出的同时，能并发检测500)this.style.ouseg(this)">中的所有故障，这也正是在线测试对差错检测及时性的要求。若采用检错编码技术实现自校验逻辑网络时，校验器的任务是用来检查功能模块输出码字的有效性，它能区分功能模块输出是否合法，这种特性被称为码分离特性，其定义如下。定义４：一个逻辑网络具有码分离特性，若满足：（１）任给500)this.style.ouseg(this)">，有500)this.st

9、yle.ouseg(this)">（合法输入映射为合法输出）（２）任给500)this.style.ouseg(this)">，有500)this.style.ouseg(this)">（非法输入映射为非法输出）定义５：一个逻辑网络是完全自校验器，若它具有完全自校验及码分离特性。设组合逻辑网络正确输入矢量为500)this.style.ouseg(this)">，则矢量空间500)th