面向軟錯(cuò)誤的源代碼級故障恢復(fù)技術(shù)研究.pdf

1、硬件集成電路瞬時(shí)故障（又被稱為軟錯(cuò)誤）是由空間高能粒子所導(dǎo)致的，它對航天器的壽命和可靠性影響極為嚴(yán)重。為了提高航天應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性，目前航天計(jì)算平臺(tái)采用經(jīng)過硬件加固的抗輻照器件，但抗輻照器件受到設(shè)計(jì)、材料、功耗等方面的制約，實(shí)現(xiàn)成本較高。
　　與硬件加固相比，軟件加固技術(shù)無須修改底層硬件結(jié)構(gòu)，能有效降低功耗和實(shí)現(xiàn)成本，并可以借助成熟的商用器件大幅提高性能。因此，軟加固技術(shù)受到各國航天領(lǐng)域的重視，成為競相研究的的熱點(diǎn)。研究面向瞬時(shí)故

2、障的軟加固技術(shù)，對我國航天事業(yè)的發(fā)展來說具有極其重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在分析現(xiàn)有的軟加固技術(shù)上，針對源代碼級錯(cuò)誤恢復(fù)技術(shù)進(jìn)行研究，主要貢獻(xiàn)如下：
　　1.提出了一種源代碼級控制流恢復(fù)技術(shù)SICER。SICER能夠有效的檢測出函數(shù)間、基本塊之間和基本塊內(nèi)部三個(gè)層次的非法跳轉(zhuǎn)，檢測范圍較廣，且SICER能夠有效的恢復(fù)同一函數(shù)內(nèi)基本塊之間和基本塊內(nèi)部的跳轉(zhuǎn)。該方法基于分段式標(biāo)簽分配和冗余備份實(shí)現(xiàn)，在函數(shù)間和函數(shù)內(nèi)部進(jìn)行分層次設(shè)

3、計(jì)，使其具有良好的可配置性，可通過優(yōu)選檢測算法、重新劃分基本塊等方法實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置。
　　2.提出了一種基于校驗(yàn)和編碼的數(shù)據(jù)流恢復(fù)技術(shù)SIDER。SIDER是一種向前恢復(fù)的算法，其實(shí)現(xiàn)基于活躍數(shù)據(jù)備份及校驗(yàn)和編碼，減少了錯(cuò)誤恢復(fù)時(shí)保存現(xiàn)場的開銷。此外，SIDER還提出了一種基于變量關(guān)鍵性分析的可配置優(yōu)化方法，在性能開銷有限的情況下為程序變量建立了保護(hù)的優(yōu)先次序。
　　3.采用本文提出的錯(cuò)誤恢復(fù)方法對某型號(hào)航天應(yīng)用軟件的部分代碼