TOP20CPU及容错电路设计技术研究--毕业论文.DOCX文档免费在线阅读

在没有冗余的情况下，恢复时间越长，系统不可用的时间也越长。

冗余也同样非常重要。

显然冗余不会对的产生几率产生影响，但是在发生时，含有冗余机制的系统受到的软的影响会小得多。

冗余般来说有三种空间冗余时间冗余和信息域冗余。

空间冗余使用多个逻辑块，同时对数据作处理，再比对它们的输出结果。

若结果不致，则说明有发生。

三模冗余法是常见的个例子。

如果只有两个单元参与处理，由于无法知道不匹配的两个输出中哪个才是正确的，只能被发现，而不能被更正。

时间冗余是对同个计算项目在同个计算单元上面重复做计算来达到冗余的目的。

信息冗余则是使用多余的校验位来对信息进行纠错。

处理器控制逻辑中减少的方法相对于存储器，在指令流水线中，控制逻辑恢复个所花的时间长，逻辑也比较复杂。

因此控制逻辑中的分离的部件集成在块芯片上，工作主频为，虽然结构组织上与模型有些差别，但般认为还是属于体系的。

现在已经停产，市场产品只有。

总的来说，系列是芯片组，该芯片组包括和，分别对应模型的和。

公司年合并了后，以为基础，制造了采用技术，把的个为个部分指令单元浮点单元和储存控制器。

位于法国南特的以模型和年成为的部分的整数处理器浮点处理器为基础，制造了对单粒子翻转能力的模型，作为未来航天器的核心处理器，该项目的技术负责人正是。

使用语言描述，结构上分容，与兼容。

年，公司推出了与兼容的整数处理器和浮点处理器，运行速度。

年或更早，欧洲空间局以上述两款产品为原型，设计了有应局研制的，目的是研制款在欧洲空间计划中使用的高可靠性处理器。

主要包含代，和，它们都是由设计，指令集与相兼容。

与兼章所做的改进进行了效果分析和测试，阐述了测试方法，列出了测试数据。

第章为总结与展望。

第章及容错电路研究背景第章及容错电路研究背景常用软核处理器系列处理器最早是在年由欧洲空间错技术。

第章对本文的设计目标处理器做了详细介绍，对的源代码进行了定程度的分析，并介绍了的验证平台和相关工具链。

第章阐述了本文对所做的容错改进。

第章对第处理器的寄存器模块进行了容错性加强，提升了处理器的整体容错能力。

具体内容安排如下第章为绪论，介绍了本文的选题背景与研究意义。

第章总体介绍了几种处理器软核和处理器的容。

其中奇偶校验只有发现的能力，而不能进行纠正。

汉明码有纠正位的能力。

而流水线的保护有特殊的方法，主要是将指令译码结果进行缓存冗余，将在后文中进行详细介绍。

本文主要工作与结构安排本文主要针对多数投票原则，将所需的存储器复制成三份冗余拷贝后，如果份拷贝中的数据与其他两份中不同，则认为其发生了单粒子翻转，以两份致的冗余的结果为最终结果，即多数投票原则。

校验码保护又主要包含奇偶校验和汉明码理器到代。

而逻辑纠错的主要思路是使用校验和冗余，来纠正发生在器件中的单粒子翻转。

研究发现，软最多发生的地方是存储器件和流水线。

存储器件如寄存器缓存可以采用三模冗余法和校验码保护法。

三模冗余法基于构，使得高能辐射不易穿透器件的保护层，或者是穿透保护层的辐射不易引起单粒子翻转。

这种容错方式需要对整个工第章绪论艺流程进行重新设计，成本高昂此外，使用容错性工艺设计的处理器在性能上落后于标准工艺的处而目前没有容错版本。

因此对做容错性方面的改进就显得尤为重要。

处理器容错技术简介及发展现状处理器容错技术目前主要分为硬件防错和逻辑纠错两种。

硬件防错主要的方法是改进工艺结能力，并以此作为本文工作的课题。

在开源处理器领域有两大主力，其是系列，另是系列。

其中系列最新的容错版本是商业处理器，获得其使用权需要支付定的授权费用，的个及其重要的内容。

以器件可靠性研究为内容，本文选取当前在手持移动设备工业控制等领域应用日益广泛的嵌入式处理器为对象，研究通过局部的容错设计，以提高嵌入式处理器的抗软据流的，导致系统无法工作或得出的结论。

对与空间应用来说，这是非常关键的，同时在电力电子汽车电子通信等高可靠性要求的系统中也同样重要。

单粒子翻转软电路以及器件的可靠性成为可靠性研究的据流的，导致系统无法工作或得出的结论。

对与空间应用来说，这是非常关键的，同时在电力电子汽车电子通信等高可靠性要求的系统中也同样重要。

单粒子翻转软电路以及器件的可靠性成为可靠性研究的个及其重要的内容。

以器件可靠性研究为内容，本文选取当前在手持移动设备工业控制等领域应用日益广泛的嵌入式处理器为对象，研究通过局部的容错设计，以提高嵌入式处理器的抗软能力，并以此作为本文工作的课题。

在开源处理器领域有两大主力，其是系列，另是系列。

其中系列最新的容错版本是商业处理器，获得其使用权需要支付定的授权费用，而目前没有容错版本。

因此对做容错性方面的改进就显得尤为重要。

处理器容错技术简介及发展现状处理器容错技术目前主要分为硬件防错和逻辑纠错两种。

硬件防错主要的方法是改进工艺结构，使得高能辐射不易穿透器件的保护层，或者是穿透保护层的辐射不易引起单粒子翻转。

这种容错方式需要对整个工第章绪论艺流程进行重新设计，成本高昂此外，使用容错性工艺设计的处理器在性能上落后于标准工艺的处理器到代。

而逻辑纠错的主要思路是使用校验和冗余，来纠正发生在器件中的单粒子翻转。

研究发现，软最多发生的地方是存储器件和流水线。

存储器件如寄存器缓存可以采用三模冗余法和校验码保护法。

三模冗余法基于多数投票原则，将所需的存储器复制成三份冗余拷贝后，如果份拷贝中的数据与其他两份中不同，则认为其发生了单粒子翻转，以两份致的冗余的结果为最终结果，即多数投票原则。

校验码保护又主要包含奇偶校验和汉明码。

其中奇偶校验只有发现的能力，而不能进行纠正。

汉明码有纠正位的能力。

而流水线的保护有特殊的方法，主要是将指令译码结果进行缓存冗余，将在后文中进行详细介绍。

本文主要工作与结构安排本文主要针对处理器的寄存器模块进行了容错性加强，提升了处理器的整体容错能力。

具体内容安排如下第章为绪论，介绍了本文的选题背景与研究意义。

第章总体介绍了几种处理器软核和处理器的容错技术。

第章对本文的设计目标处理器做了详细介绍，对的源代码进行了定程度的分析，并介绍了的验证平台和相关工具链。

第章阐述了本文对所做的容错改进。

第章对第章所做的改进进行了效果分析和测试，阐述了测试方法，列出了测试数据。

第章为总结与展望。

第章及容错电路研究背景第章及容错电路研究背景常用软核处理器系列处理器最早是在年由欧洲空间局研制的，目的是研制款在欧洲空间计划中使用的高可靠性处理器。

主要包含代，和，它们都是由设计，指令集与相兼容。

与兼容，与兼容。

年，公司推出了与兼容的整数处理器和浮点处理器，运行速度。

年或更早，欧洲空间局以上述两款产品为原型，设计了有应对单粒子翻转能力的模型，作为未来航天器的核心处理器，该项目的技术负责人正是。

使用语言描述，结构上分为个部分指令单元浮点单元和储存控制器。

位于法国南特的以模型和年成为的部分的整数处理器浮点处理器为基础，制造了芯片组，该芯片组包括和，分别对应模型的和。

公司年合并了后，以为基础，制造了采用技术，把的个分离的部件集成在块芯片上，工作主频为，虽然结构组织上与模型有些差别，但般认为还是属于体系的。

现在已经停产，市场产品只有。

总的来说，系列是款很成功的产品，欧空局公司公司以及著名的伽利略系统都使用了系列的芯片。

年，针对存在的些问题，由欧空局出资，对进行了重新设计，使用指令集，总体功能与类似，把的集成在起，同时增加了对处理器缓存浮点处理器总线的支持，以及对更多实现工艺库的支持，命名为。

在的发展过程中出现过几次大的结构变化，从版本开始，增加对的支持从版开始，内部总线使用从版开始，分为了个版本标准版和容错版年底的版标志着开发完毕。

标准版遵从面的工作，而是在整个系统架构中统地进行设计。

例如发生在缓存中时，要从系统层面控制缓存重新去内存中读取数据来解决。

图提供的处理器路线图第章及容错电路研究背景模块的重置策略是非常重要的，因为重置所花的时间会直接影响到系统从中恢复的时间。

在没有冗余的情况下，恢复时间越长，系统不可用的时间也越长。

冗余也同样非常重要。

显然冗余不会对的产生几率产生影响，但是在发生时，含有冗余机制的系统受到的软的影响会小得多。

冗余般来说有三种空间冗余时间冗余和信息域冗余。

空间冗余使用多个逻辑块，同时对数据作处理，再比对它们的输出结果。

若结果不致，则说明有发生。

三模冗余法是常见的个例子。

如果只有两个单元参与处理，由于无法知道不匹配的两个输出中哪个才是正确的，只能被发现，而不能被更正。

时间冗余是对同个计算项目在同个计算单元上面重复做计算来达到冗余的目的。

信息冗余则是使用多余的校验位来对信息进行纠错。

处理器控制逻辑中减少的方法相对于