時(shí)間：2023-03-29 09:25:03
序論：在您撰寫(xiě)容錯(cuò)技術(shù)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部有故障存在時(shí)，通過(guò)容錯(cuò)技術(shù)消除故障的影響，使系統(tǒng)最終仍能給出正確的結(jié)果。按照時(shí)間劃分，故障可分為以下三種：永久性故障、間歇性故障和偶然性故障。永久故障是永遠(yuǎn)持續(xù)下去直至修復(fù)為止的故障。對(duì)硬件來(lái)說(shuō)，永久性故障意味著不可逆的物理變異。對(duì)軟件來(lái)說(shuō)，這類(lèi)故障也就是一個(gè)不可以自動(dòng)恢復(fù)的錯(cuò)誤狀態(tài)。間歇性故障是短暫的，但卻是斷續(xù)的，它既有偶然性，又有不定期的重復(fù)性。如一個(gè)處于臨界狀態(tài)的電路輸出時(shí)好時(shí)壞，而一個(gè)虛焊點(diǎn)就會(huì)引起這樣的故障。偶然性故障出現(xiàn)是短暫的，且可能是非重復(fù)性的。常常由于環(huán)境的變換、電源方面的干擾、元器件性能的波動(dòng)、軟件的隨機(jī)變換、電磁干擾等因素而引起。這樣的故障有可能僅出現(xiàn)一次，或很長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)一次，但卻可能造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，甚至系統(tǒng)癱瘓。
針對(duì)不同故障應(yīng)采取不同的容錯(cuò)方法。容錯(cuò)技術(shù)能自動(dòng)適時(shí)地檢測(cè)并診斷出系統(tǒng)的故障，然后采取對(duì)故障的控制或處理的對(duì)策略。按照系統(tǒng)的失效響應(yīng)階段，可以把各種容錯(cuò)技術(shù)分成三種：故障檢查、靜態(tài)冗余、動(dòng)態(tài)冗余。故障檢測(cè)并不提供對(duì)故障的容忍，而是發(fā)生故障時(shí)給出一個(gè)警告。故障檢測(cè)廣泛應(yīng)用于微型機(jī)和小型機(jī)之類(lèi)的小系統(tǒng)中，其中一些已體現(xiàn)了簡(jiǎn)單的聯(lián)機(jī)檢測(cè)機(jī)理。嚴(yán)格地說(shuō)，故障檢測(cè)不是容錯(cuò)，它盡管檢測(cè)了故障，但是不能容忍這些故障，不給出故障警告。動(dòng)態(tài)冗余用于糾錯(cuò)碼存儲(chǔ)器或具有固定配置(即線路器件之間的邏輯連接保持不變)的多數(shù)表決冗余計(jì)算機(jī)之類(lèi)的系統(tǒng)中。
根據(jù)不同情況，一個(gè)容錯(cuò)系統(tǒng)可經(jīng)歷以下階段：(1)故障檢測(cè)：大多數(shù)失效最終導(dǎo)致產(chǎn)生邏輯故障。有許多方法可用來(lái)檢測(cè)邏輯故障，如奇偶校驗(yàn)、一致性校驗(yàn)和協(xié)議違章都可以用來(lái)檢測(cè)故障。故障檢測(cè)技術(shù)有兩個(gè)主要的類(lèi)別，即脫機(jī)檢測(cè)和聯(lián)機(jī)檢測(cè)，在脫機(jī)檢測(cè)情況下，進(jìn)行檢測(cè)時(shí)設(shè)備不能進(jìn)行有用的工作；聯(lián)機(jī)檢測(cè)提供了實(shí)時(shí)檢測(cè)能力，因?yàn)槁?lián)機(jī)檢測(cè)與有用的工作同時(shí)執(zhí)行。聯(lián)機(jī)檢測(cè)技術(shù)包括奇偶校驗(yàn)和冗余校驗(yàn)；(2)故障限制：當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，希望限制其影響范圍。故障限制是把故障效應(yīng)的傳播限制到一個(gè)區(qū)域內(nèi)，從而防止污染其他區(qū)域；(3)故障屏蔽：故障屏蔽技術(shù)把失效效應(yīng)掩蓋了起來(lái)，從某種意義上說(shuō)，是冗余信息戰(zhàn)勝了錯(cuò)誤信息，多數(shù)表決冗余設(shè)計(jì)就屬于故障屏蔽；(4)重試：在許多場(chǎng)合，對(duì)一個(gè)操作系統(tǒng)的第二次試驗(yàn)可能是成功的，對(duì)不引起物理破壞的瞬間故障尤其如此；(5)診斷：對(duì)故障檢測(cè)技術(shù)沒(méi)有提供有關(guān)故障位置、性質(zhì)的信息進(jìn)行診斷；(6)重組：當(dāng)檢測(cè)出一個(gè)故障并判明是永久性故障時(shí)，重組系統(tǒng)的器件替換失效的器件或把失效的器件與系統(tǒng)的其他部分隔離開(kāi)來(lái)，也可使用冗余系統(tǒng)，確保系統(tǒng)能力不降低；(7)恢復(fù)：經(jīng)檢測(cè)和重組后，必須消除錯(cuò)誤效應(yīng)。通常，系統(tǒng)會(huì)回到故障檢測(cè)前處理過(guò)程的某一點(diǎn)，并從這一點(diǎn)重新開(kāi)始操作。這種恢復(fù)形式通常要后備文件、校驗(yàn)點(diǎn)和應(yīng)用記錄方法；(8)重啟動(dòng)：如果一個(gè)錯(cuò)誤破壞的信息太多，或者系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)計(jì)恢復(fù)功能，那么恢復(fù)就不可能實(shí)現(xiàn)。僅當(dāng)系統(tǒng)未受任何破壞時(shí)，才能進(jìn)行“熱”重啟，并從故障檢測(cè)點(diǎn)恢復(fù)所有的操作?！盁帷敝貑⑾喈?dāng)于系統(tǒng)需要完全重新加載；(9)修復(fù)：即把診斷為故障的器件還原下來(lái)，修復(fù)也可以是聯(lián)機(jī)進(jìn)行的或者脫機(jī)進(jìn)行的；(10)重構(gòu)：對(duì)元件進(jìn)行物理替換之后，把修復(fù)的模塊重新加入到該系統(tǒng)中去。對(duì)聯(lián)機(jī)修復(fù)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)重構(gòu)不中斷系統(tǒng)的工作。
隨著計(jì)算機(jī)硬件和網(wǎng)路的快速發(fā)展，容錯(cuò)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)逐漸降低，且糾錯(cuò)速度快。而軟件方法實(shí)現(xiàn)的容錯(cuò)，對(duì)硬件不會(huì)提過(guò)高的要求。同時(shí)系統(tǒng)靈活，資源利用比較合理。更正檢測(cè)、診斷將會(huì)采取人工智能的處理途徑，以專(zhuān)家系統(tǒng)的各種智能工具來(lái)支持故障檢測(cè)和診斷。利用專(zhuān)家的知識(shí)，借助推理機(jī)構(gòu)，迅速而準(zhǔn)確地提供診斷結(jié)果。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)重構(gòu)、故障恢復(fù)功能及神經(jīng)元芯片等將被用到容錯(cuò)技術(shù)中來(lái)，都將在智能化的支持下得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)對(duì)電路內(nèi)部的自檢、自重構(gòu)研究，可以解決電路本身及子系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題，將會(huì)出現(xiàn)容錯(cuò)的VLS1芯片及可直接支持系統(tǒng)容錯(cuò)設(shè)計(jì)的可容錯(cuò)設(shè)計(jì)芯片，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供一個(gè)具有透明性的容錯(cuò)設(shè)計(jì)元器件。進(jìn)入到芯片內(nèi)部的容錯(cuò)技術(shù)的研究將成為容錯(cuò)研究的一大分支。
隨著網(wǎng)路時(shí)代的到來(lái)，對(duì)于一個(gè)成功的電子商務(wù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，必須響應(yīng)在線客戶(hù)的需求并遵守服務(wù)的那個(gè)協(xié)議(SLA)，同時(shí)保護(hù)客戶(hù)的隱私及電子商務(wù)系統(tǒng)安全正常運(yùn)營(yíng)。對(duì)于客戶(hù)要求的響應(yīng)程度及安全保護(hù)措施是一個(gè)基于Internet的電子商務(wù)系統(tǒng)成功的必要條件，容錯(cuò)服務(wù)器就成為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代電子商務(wù)運(yùn)營(yíng)商首要選擇。未來(lái)的智能化家庭都將擁有一個(gè)家庭數(shù)據(jù)中心，可提供全天候的服務(wù)，包括家庭安全、防盜和防煤氣泄漏以及各種家用電器的控制，這個(gè)家庭數(shù)據(jù)中心也只有采用容錯(cuò)計(jì)算機(jī)才能擔(dān)當(dāng)。今后容錯(cuò)技術(shù)將同時(shí)在軟件和硬件上得到發(fā)展，將會(huì)出現(xiàn)初級(jí)的容錯(cuò)軟件的設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用軟件方面的容錯(cuò)設(shè)計(jì)將會(huì)產(chǎn)生一些實(shí)用的工具，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)通用操作系統(tǒng)和硬件相結(jié)合的容錯(cuò)方法，走軟硬結(jié)合的道路。系統(tǒng)容錯(cuò)設(shè)計(jì)將在分布式系統(tǒng)、CSCW等方面出現(xiàn)新的容錯(cuò)設(shè)計(jì)方法。
[摘要]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，容錯(cuò)技術(shù)和容錯(cuò)計(jì)算機(jī)將成為新的研究發(fā)展方向。本文介紹了容錯(cuò)技術(shù)的基本原理及內(nèi)容，介紹了容錯(cuò)系統(tǒng)的經(jīng)歷階段和實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)功能的關(guān)鍵技術(shù)，總結(jié)了計(jì)算機(jī)容錯(cuò)技術(shù)的現(xiàn)階段的應(yīng)用情況。
[關(guān)鍵詞]容錯(cuò)技術(shù)可靠性容錯(cuò)功能
參考文獻(xiàn)：
[1]胡謀.計(jì)算機(jī)容錯(cuò)技術(shù)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社.
[2]楊孝宗.容錯(cuò)計(jì)算技術(shù)的提出和發(fā)展[J].電子和信息化.
當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部有故障存在時(shí)，通過(guò)容錯(cuò)技術(shù)消除故障的影響，使系統(tǒng)最終仍能給出正確的結(jié)果。按照時(shí)間劃分，故障可分為以下三種：永久性故障、間歇性故障和偶然性故障。永久故障是永遠(yuǎn)持續(xù)下去直至修復(fù)為止的故障。對(duì)硬件來(lái)說(shuō)，永久性故障意味著不可逆的物理變異。對(duì)軟件來(lái)說(shuō)，這類(lèi)故障也就是一個(gè)不可以自動(dòng)恢復(fù)的錯(cuò)誤狀態(tài)。間歇性故障是短暫的，但卻是斷續(xù)的，它既有偶然性，又有不定期的重復(fù)性。如一個(gè)處于臨界狀態(tài)的電路輸出時(shí)好時(shí)壞，而一個(gè)虛焊點(diǎn)就會(huì)引起這樣的故障。偶然性故障出現(xiàn)是短暫的，且可能是非重復(fù)性的。常常由于環(huán)境的變換、電源方面的干擾、元器件性能的波動(dòng)、軟件的隨機(jī)變換、電磁干擾等因素而引起。這樣的故障有可能僅出現(xiàn)一次，或很長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)一次，但卻可能造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，甚至系統(tǒng)癱瘓。
針對(duì)不同故障應(yīng)采取不同的容錯(cuò)方法。容錯(cuò)技術(shù)能自動(dòng)適時(shí)地檢測(cè)并診斷出系統(tǒng)的故障，然后采取對(duì)故障的控制或處理的對(duì)策略。按照系統(tǒng)的失效響應(yīng)階段，可以把各種容錯(cuò)技術(shù)分成三種：故障檢查、靜態(tài)冗余、動(dòng)態(tài)冗余。故障檢測(cè)并不提供對(duì)故障的容忍，而是發(fā)生故障時(shí)給出一個(gè)警告。故障檢測(cè)廣泛應(yīng)用于微型機(jī)和小型機(jī)之類(lèi)的小系統(tǒng)中，其中一些已體現(xiàn)了簡(jiǎn)單的聯(lián)機(jī)檢測(cè)機(jī)理。嚴(yán)格地說(shuō)，故障檢測(cè)不是容錯(cuò)，它盡管檢測(cè)了故障，但是不能容忍這些故障，不給出故障警告。動(dòng)態(tài)冗余用于糾錯(cuò)碼存儲(chǔ)器或具有固定配置(即線路器件之間的邏輯連接保持不變)的多數(shù)表決冗余計(jì)算機(jī)之類(lèi)的系統(tǒng)中。
根據(jù)不同情況，一個(gè)容錯(cuò)系統(tǒng)可經(jīng)歷以下階段：(1)故障檢測(cè)：大多數(shù)失效最終導(dǎo)致產(chǎn)生邏輯故障。有許多方法可用來(lái)檢測(cè)邏輯故障，如奇偶校驗(yàn)、一致性校驗(yàn)和協(xié)議違章都可以用來(lái)檢測(cè)故障。故障檢測(cè)技術(shù)有兩個(gè)主要的類(lèi)別，即脫機(jī)檢測(cè)和聯(lián)機(jī)檢測(cè)，在脫機(jī)檢測(cè)情況下，進(jìn)行檢測(cè)時(shí)設(shè)備不能進(jìn)行有用的工作；聯(lián)機(jī)檢測(cè)提供了實(shí)時(shí)檢測(cè)能力，因?yàn)槁?lián)機(jī)檢測(cè)與有用的工作同時(shí)執(zhí)行。聯(lián)機(jī)檢測(cè)技術(shù)包括奇偶校驗(yàn)和冗余校驗(yàn)；(2)故障限制：當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，希望限制其影響范圍。故障限制是把故障效應(yīng)的傳播限制到一個(gè)區(qū)域內(nèi)，從而防止污染其他區(qū)域；(3)故障屏蔽：故障屏蔽技術(shù)把失效效應(yīng)掩蓋了起來(lái)，從某種意義上說(shuō)，是冗余信息戰(zhàn)勝了錯(cuò)誤信息，多數(shù)表決冗余設(shè)計(jì)就屬于故障屏蔽；(4)重試：在許多場(chǎng)合，對(duì)一個(gè)操作系統(tǒng)的第二次試驗(yàn)可能是成功的，對(duì)不引起物理破壞的瞬間故障尤其如此；(5)診斷：對(duì)故障檢測(cè)技術(shù)沒(méi)有提供有關(guān)故障位置、性質(zhì)的信息進(jìn)行診斷；(6)重組：當(dāng)檢測(cè)出一個(gè)故障并判明是永久性故障時(shí)，重組系統(tǒng)的器件替換失效的器件或把失效的器件與系統(tǒng)的其他部分隔離開(kāi)來(lái)，也可使用冗余系統(tǒng)，確保系統(tǒng)能力不降低；(7)恢復(fù)：經(jīng)檢測(cè)和重組后，必須消除錯(cuò)誤效應(yīng)。通常，系統(tǒng)會(huì)回到故障檢測(cè)前處理過(guò)程的某一點(diǎn)，并從這一點(diǎn)重新開(kāi)始操作。這種恢復(fù)形式通常要后備文件、校驗(yàn)點(diǎn)和應(yīng)用記錄方法；(8)重啟動(dòng)：如果一個(gè)錯(cuò)誤破壞的信息太多，或者系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)計(jì)恢復(fù)功能，那么恢復(fù)就不可能實(shí)現(xiàn)。僅當(dāng)系統(tǒng)未受任何破壞時(shí)，才能進(jìn)行“熱”重啟，并從故障檢測(cè)點(diǎn)恢復(fù)所有的操作。“熱”重啟相當(dāng)于系統(tǒng)需要完全重新加載；(9)修復(fù)：即把診斷為故障的器件還原下來(lái)，修復(fù)也可以是聯(lián)機(jī)進(jìn)行的或者脫機(jī)進(jìn)行的；(10)重構(gòu)：對(duì)元件進(jìn)行物理替換之后，把修復(fù)的模塊重新加入到該系統(tǒng)中去。對(duì)聯(lián)機(jī)修復(fù)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)重構(gòu)不中斷系統(tǒng)的工作。
隨著計(jì)算機(jī)硬件和網(wǎng)路的快速發(fā)展，容錯(cuò)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)逐漸降低，且糾錯(cuò)速度快。而軟件方法實(shí)現(xiàn)的容錯(cuò)，對(duì)硬件不會(huì)提過(guò)高的要求。同時(shí)系統(tǒng)靈活，資源利用比較合理。更正檢測(cè)、診斷將會(huì)采取人工智能的處理途徑，以專(zhuān)家系統(tǒng)的各種智能工具來(lái)支持故障檢測(cè)和診斷。利用專(zhuān)家的知識(shí)，借助推理機(jī)構(gòu)，迅速而準(zhǔn)確地提供診斷結(jié)果。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)重構(gòu)、故障恢復(fù)功能及神經(jīng)元芯片等將被用到容錯(cuò)技術(shù)中來(lái)，都將在智能化的支持下得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)對(duì)電路內(nèi)部的自檢、自重構(gòu)研究，可以解決電路本身及子系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題，將會(huì)出現(xiàn)容錯(cuò)的VLS1芯片及可直接支持系統(tǒng)容錯(cuò)設(shè)計(jì)的可容錯(cuò)設(shè)計(jì)芯片，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供一個(gè)具有透明性的容錯(cuò)設(shè)計(jì)元器件。進(jìn)入到芯片內(nèi)部的容錯(cuò)技術(shù)的研究將成為容錯(cuò)研究的一大分支。
隨著網(wǎng)路時(shí)代的到來(lái)，對(duì)于一個(gè)成功的電子商務(wù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，必須響應(yīng)在線客戶(hù)的需求并遵守服務(wù)的那個(gè)協(xié)議(SLA)，同時(shí)保護(hù)客戶(hù)的隱私及電子商務(wù)系統(tǒng)安全正常運(yùn)營(yíng)。對(duì)于客戶(hù)要求的響應(yīng)程度及安全保護(hù)措施是一個(gè)基于Internet的電子商務(wù)系統(tǒng)成功的必要條件，容錯(cuò)服務(wù)器就成為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代電子商務(wù)運(yùn)營(yíng)商首要選擇。未來(lái)的智能化家庭都將擁有一個(gè)家庭數(shù)據(jù)中心，可提供全天候的服務(wù)，包括家庭安全、防盜和防煤氣泄漏以及各種家用電器的控制，這個(gè)家庭數(shù)據(jù)中心也只有采用容錯(cuò)計(jì)算機(jī)才能擔(dān)當(dāng)。今后容錯(cuò)技術(shù)將同時(shí)在軟件和硬件上得到發(fā)展，將會(huì)出現(xiàn)初級(jí)的容錯(cuò)軟件的設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用軟件方面的容錯(cuò)設(shè)計(jì)將會(huì)產(chǎn)生一些實(shí)用的工具，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)通用操作系統(tǒng)和硬件相結(jié)合的容錯(cuò)方法，走軟硬結(jié)合的道路。系統(tǒng)容錯(cuò)設(shè)計(jì)將在分布式系統(tǒng)、CSCW等方面出現(xiàn)新的容錯(cuò)設(shè)計(jì)方法。
[摘要]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，容錯(cuò)技術(shù)和容錯(cuò)計(jì)算機(jī)將成為新的研究發(fā)展方向。本文介紹了容錯(cuò)技術(shù)的基本原理及內(nèi)容，介紹了容錯(cuò)系統(tǒng)的經(jīng)歷階段和實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)功能的關(guān)鍵技術(shù)，總結(jié)了計(jì)算機(jī)容錯(cuò)技術(shù)的現(xiàn)階段的應(yīng)用情況。
[關(guān)鍵詞]容錯(cuò)技術(shù)可靠性容錯(cuò)功能
參考文獻(xiàn)：
[1]胡謀.計(jì)算機(jī)容錯(cuò)技術(shù)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社.
[2]楊孝宗.容錯(cuò)計(jì)算技術(shù)的提出和發(fā)展[J].電子和信息化.
關(guān)鍵詞：3G視頻通信H.264/AVC容錯(cuò)技術(shù)
傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)都是圍繞比特流的概念組織的。實(shí)際上用于傳送數(shù)字視頻的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并不適合直接傳輸比特流。在許多網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，比特流需要拆分為數(shù)據(jù)分組。這些分組的特性，如最小/最大尺寸、相關(guān)開(kāi)銷(xiāo)和差錯(cuò)屬性等在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)間、甚至在某個(gè)給定的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)也是很不相同的。假如視頻編碼器自身能和網(wǎng)絡(luò)特性很好的匹配，將能夠獲得更好的視頻QoS。問(wèn)題是如何容錯(cuò)地支持易差錯(cuò)的無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)？為了解決無(wú)線移動(dòng)信道視頻的容錯(cuò)傳輸，我們將采用如前向糾錯(cuò)編碼及支持差錯(cuò)復(fù)原的視頻壓縮編碼技術(shù)來(lái)解決。H.264編解碼器可以很好的解決易差錯(cuò)信道的視頻容錯(cuò)傳輸。在3GPP/3GPP2的傳輸環(huán)境下通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臈l帶長(zhǎng)度使H.264編解碼器和無(wú)線移動(dòng)信道的網(wǎng)絡(luò)特性得到很好的匹配，實(shí)現(xiàn)無(wú)線移動(dòng)信道視頻的容錯(cuò)傳輸。H.264標(biāo)準(zhǔn)適用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹饕蛑痪褪窃诟拍钌戏譃閮蓪?視頻編碼層VCL(VideoCodingLayer)和網(wǎng)絡(luò)抽象層NAL(NetworkAbstractionLayer)，其中VCL負(fù)責(zé)高效的視頻內(nèi)容表示，它被設(shè)計(jì)成盡可能獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，NAL負(fù)責(zé)對(duì)編碼信息進(jìn)行打包封裝并通過(guò)指定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。H.264中還定義了兩種新的幀編碼類(lèi)型，即SP幀和SI幀來(lái)完成不同流的切換，可以根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)終端的具體情況自適應(yīng)地在不同碼率的視頻流之間切換，這大大改善了視頻流對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性。
一、3G視頻通信中容錯(cuò)技術(shù)的應(yīng)用
3G通信技術(shù)的出現(xiàn)使對(duì)話(huà)式無(wú)線視頻業(yè)務(wù)成為可能，雖然3G網(wǎng)絡(luò)在移動(dòng)環(huán)境下的帶寬可達(dá)384kbps，在靜止環(huán)境下的帶寬可以達(dá)到2Mbps，但是由于信道衰減、建筑物遮擋、終端移動(dòng)、多用戶(hù)干涉等原因影響，使得信道是時(shí)變且高誤碼的，因此，在3G網(wǎng)絡(luò)上傳輸視頻流時(shí)，僅僅追求高的壓縮效率是不夠的，必須有一定的容錯(cuò)和錯(cuò)誤掩蓋措施。最新的3GPP/3GPP2標(biāo)準(zhǔn)要求3G終端支持H.264/AVC視頻編解碼技術(shù)，同時(shí)由于硬件的限制，3G終端只支持部分H.264/AVC的容錯(cuò)工具。H.264中雖然提供了一些容錯(cuò)工具，但是它們有各自不同的用途和目的，即在不同的場(chǎng)合需要選擇不同的組合來(lái)使用。
1.1錯(cuò)誤隱藏技術(shù)由于錯(cuò)誤隱藏技術(shù)能夠利用接收到的數(shù)據(jù)來(lái)恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)，因此一般都應(yīng)用在解碼器端。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，解碼器的這種能力尤其重要，因?yàn)闊o(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中誤碼率高，很多RTP包在傳輸中被網(wǎng)關(guān)或者路由器丟棄，而這些丟失的數(shù)據(jù)又必須在解碼器端根據(jù)空間和時(shí)間上的相關(guān)性來(lái)恢復(fù)。錯(cuò)誤隱藏技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法也很多，在JVT參考軟件中，就使用了一種空間相關(guān)性的方法，即使用被丟失宏塊周?chē)?個(gè)宏塊來(lái)恢復(fù)被丟失的數(shù)據(jù)，其選用的標(biāo)準(zhǔn)是使恢復(fù)后邊緣數(shù)據(jù)的SAD(sumofabsolutedifference)差最小。這種方法的效果雖不是最好，但是計(jì)算簡(jiǎn)單有效。
1.22Slice結(jié)構(gòu)為了滿(mǎn)足MTU大小的要求，在3G網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸中對(duì)視頻進(jìn)行分片壓縮顯得尤其重要。經(jīng)過(guò)分片壓縮后的視頻中每個(gè)RTP包中包含一個(gè)片，一般每個(gè)slice中包含一個(gè)或者幾個(gè)宏塊，并以RTP包的大小滿(mǎn)足MTU的要求為準(zhǔn)。
1.3幀內(nèi)編碼塊刷新由于幀內(nèi)編碼不依賴(lài)時(shí)間上相鄰幀的數(shù)據(jù)，所以幀內(nèi)編碼塊能有效地阻止由于包丟失甚至幀丟失而引起的錯(cuò)誤傳播。對(duì)于對(duì)話(huà)式視頻業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，由于實(shí)時(shí)性要求高，而且I幀刷新的頻率較低，因此可以用幀內(nèi)編碼塊來(lái)部分代替I幀的作用。H.264／AVC提供了兩種幀內(nèi)編碼塊刷新(intrablockrefreshing)模式；其中，一種是隨機(jī)模式，即用戶(hù)可以選擇幀內(nèi)編碼塊的數(shù)目，而由編碼器隨機(jī)決定哪些哪些位置上的宏塊實(shí)行幀內(nèi)編碼；另一種是行刷新模式，即編碼器在圖像中依次選擇一行進(jìn)行幀內(nèi)編碼，但圖像分辨率大小不同，每次需要幀內(nèi)編碼塊的數(shù)目也不同，例如在QCIF格式圖像中，每次需要選擇一行，即11個(gè)宏塊進(jìn)行幀內(nèi)編碼，而在CIF格式圖像中，這個(gè)數(shù)字變成22。
1.4參數(shù)集(ParameterSets)H.264標(biāo)準(zhǔn)中，取消了序列層和圖像層，將原本屬于序列和圖像頭部的大部分句法元素分離出來(lái)形成序列參數(shù)集SPS(SequenceParameterSet)和圖像參數(shù)集PPS(PictureParame2terSet)。序列參數(shù)集包括了與一個(gè)圖像序列有關(guān)的所有信息，如編碼所用的檔次和級(jí)別、圖像大小等，應(yīng)用于視頻序列。圖像參數(shù)集包含了屬于一個(gè)圖像的所有片的信息，如嫡編碼方法、FMO，宏塊到片組的映射方式等，應(yīng)用視頻序列中的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的圖像。多個(gè)不同序列參數(shù)集和圖像參數(shù)集被解碼器正確接收后，被存儲(chǔ)于不同的己編碼位置，解碼器依據(jù)每個(gè)己編碼片的片頭的存儲(chǔ)位置選擇合適的圖像參數(shù)集來(lái)使用。
1.5冗余片(RedundantSlice)H.264編碼器除了對(duì)片內(nèi)的宏塊進(jìn)行一次編碼外，還可以采用不同的編碼參數(shù)對(duì)同一個(gè)宏塊進(jìn)行一次或多次編碼，生成冗余片，冗余片的信息也被編碼進(jìn)同一個(gè)視頻流中。解碼器在能夠使用主片的情況下會(huì)拋棄冗余片，反之如果主片丟失，也可以通過(guò)冗余片來(lái)重構(gòu)質(zhì)量。
1.6靈活的宏塊排序(FMO)FMO技術(shù)通過(guò)片組(slicegroup)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。片組是由一個(gè)或者多個(gè)片組成，而每個(gè)片中通常包括一系列的宏塊。采用FMO進(jìn)行視頻編碼的好處在于，可以使因信道傳輸而引起的錯(cuò)誤分散。具體實(shí)施方法是:幀圖中的宏塊可以組成一個(gè)或幾個(gè)片組，每一個(gè)片組單獨(dú)傳輸，當(dāng)一個(gè)片組發(fā)生丟失時(shí)，可以利用與之臨近的已經(jīng)正確接收到的另一片組中的宏塊進(jìn)行有效的錯(cuò)誤掩蓋。片組組成方式可以是矩形方式或有規(guī)則的分散方式(例如，棋盤(pán)狀)，也可以是完全隨機(jī)的分散方式。采用FMO提高了碼流的容錯(cuò)能力，卻使編碼效率有所降低，同時(shí)也會(huì)增加編碼延遲時(shí)間。
二、結(jié)論
通信技術(shù)的飛速發(fā)展，第三代數(shù)字無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)以及多媒體信息服務(wù)(MMS)的興起為無(wú)線移動(dòng)環(huán)境下的多媒體通信業(yè)務(wù)(特別是視頻)提供了應(yīng)用和發(fā)展的需求．多媒體業(yè)務(wù)是3G的基本業(yè)務(wù)之一，然而視頻通信業(yè)務(wù)對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)還是一種挑戰(zhàn)，這是由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是一種易錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)，容易受到多徑干擾、陰影衰落等多種條件的影響，致使視頻傳輸流中的RTP包會(huì)大量丟失，因此對(duì)于3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的視頻通信業(yè)務(wù)，容錯(cuò)技術(shù)是不容忽視的。H.264／AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)本身提供了許多容錯(cuò)工具，可以很好的解決易差錯(cuò)信道的視頻容錯(cuò)傳輸，提高3G視頻通信的可用性。
參考文獻(xiàn)：
[1]潘全衛(wèi).DHCP服務(wù)器容錯(cuò)方案[J].網(wǎng)管員世界.2009.(5):55-56.
關(guān)鍵詞：3G視頻通信H.264/AVC容錯(cuò)技術(shù)
傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)都是圍繞比特流的概念組織的。實(shí)際上用于傳送數(shù)字視頻的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并不適合直接傳輸比特流。在許多網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，比特流需要拆分為數(shù)據(jù)分組。這些分組的特性，如最小/最大尺寸、相關(guān)開(kāi)銷(xiāo)和差錯(cuò)屬性等在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)間、甚至在某個(gè)給定的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)也是很不相同的。假如視頻編碼器自身能和網(wǎng)絡(luò)特性很好的匹配，將能夠獲得更好的視頻QoS。問(wèn)題是如何容錯(cuò)地支持易差錯(cuò)的無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)？為了解決無(wú)線移動(dòng)信道視頻的容錯(cuò)傳輸，我們將采用如前向糾錯(cuò)編碼及支持差錯(cuò)復(fù)原的視頻壓縮編碼技術(shù)來(lái)解決。H.264編解碼器可以很好的解決易差錯(cuò)信道的視頻容錯(cuò)傳輸。在3GPP/3GPP2的傳輸環(huán)境下通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臈l帶長(zhǎng)度使H.264編解碼器和無(wú)線移動(dòng)信道的網(wǎng)絡(luò)特性得到很好的匹配，實(shí)現(xiàn)無(wú)線移動(dòng)信道視頻的容錯(cuò)傳輸。H.264標(biāo)準(zhǔn)適用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹饕蛑痪褪窃诟拍钌戏譃閮蓪樱阂曨l編碼層VCL(VideoCodingLayer)和網(wǎng)絡(luò)抽象層NAL(NetworkAbstractionLayer)，其中VCL負(fù)責(zé)高效的視頻內(nèi)容表示，它被設(shè)計(jì)成盡可能獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，NAL負(fù)責(zé)對(duì)編碼信息進(jìn)行打包封裝并通過(guò)指定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。H.264中還定義了兩種新的幀編碼類(lèi)型，即SP幀和SI幀來(lái)完成不同流的切換，可以根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)終端的具體情況自適應(yīng)地在不同碼率的視頻流之間切換，這大大改善了視頻流對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性。
一、3G視頻通信中容錯(cuò)技術(shù)的應(yīng)用
3G通信技術(shù)的出現(xiàn)使對(duì)話(huà)式無(wú)線視頻業(yè)務(wù)成為可能，雖然3G網(wǎng)絡(luò)在移動(dòng)環(huán)境下的帶寬可達(dá)384kbps，在靜止環(huán)境下的帶寬可以達(dá)到2Mbps，但是由于信道衰減、建筑物遮擋、終端移動(dòng)、多用戶(hù)干涉等原因影響，使得信道是時(shí)變且高誤碼的，因此，在3G網(wǎng)絡(luò)上傳輸視頻流時(shí)，僅僅追求高的壓縮效率是不夠的，必須有一定的容錯(cuò)和錯(cuò)誤掩蓋措施。最新的3GPP/3GPP2標(biāo)準(zhǔn)要求3G終端支持H.264/AVC視頻編解碼技術(shù)，同時(shí)由于硬件的限制，3G終端只支持部分H.264/AVC的容錯(cuò)工具。H.264中雖然提供了一些容錯(cuò)工具，但是它們有各自不同的用途和目的，即在不同的場(chǎng)合需要選擇不同的組合來(lái)使用。
1.1錯(cuò)誤隱藏技術(shù)由于錯(cuò)誤隱藏技術(shù)能夠利用接收到的數(shù)據(jù)來(lái)恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)，因此一般都應(yīng)用在解碼器端。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，解碼器的這種能力尤其重要，因?yàn)闊o(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中誤碼率高，很多RTP包在傳輸中被網(wǎng)關(guān)或者路由器丟棄，而這些丟失的數(shù)據(jù)又必須在解碼器端根據(jù)空間和時(shí)間上的相關(guān)性來(lái)恢復(fù)。錯(cuò)誤隱藏技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法也很多，在JVT參考軟件中，就使用了一種空間相關(guān)性的方法，即使用被丟失宏塊周?chē)?個(gè)宏塊來(lái)恢復(fù)被丟失的數(shù)據(jù)，其選用的標(biāo)準(zhǔn)是使恢復(fù)后邊緣數(shù)據(jù)的SAD(sumofabsolutedifference)差最小。這種方法的效果雖不是最好，但是計(jì)算簡(jiǎn)單有效。
1.22Slice結(jié)構(gòu)為了滿(mǎn)足MTU大小的要求，在3G網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸中對(duì)視頻進(jìn)行分片壓縮顯得尤其重要。經(jīng)過(guò)分片壓縮后的視頻中每個(gè)RTP包中包含一個(gè)片，一般每個(gè)slice中包含一個(gè)或者幾個(gè)宏塊，并以RTP包的大小滿(mǎn)足MTU的要求為準(zhǔn)。
1.3幀內(nèi)編碼塊刷新由于幀內(nèi)編碼不依賴(lài)時(shí)間上相鄰幀的數(shù)據(jù)，所以幀內(nèi)編碼塊能有效地阻止由于包丟失甚至幀丟失而引起的錯(cuò)誤傳播。對(duì)于對(duì)話(huà)式視頻業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，由于實(shí)時(shí)性要求高，而且I幀刷新的頻率較低，因此可以用幀內(nèi)編碼塊來(lái)部分代替I幀的作用。H.264／AVC提供了兩種幀內(nèi)編碼塊刷新(intrablockrefreshing)模式；其中，一種是隨機(jī)模式，即用戶(hù)可以選擇幀內(nèi)編碼塊的數(shù)目，而由編碼器隨機(jī)決定哪些哪些位置上的宏塊實(shí)行幀內(nèi)編碼；另一種是行刷新模式，即編碼器在圖像中依次選擇一行進(jìn)行幀內(nèi)編碼，但圖像分辨率大小不同，每次需要幀內(nèi)編碼塊的數(shù)目也不同，例如在QCIF格式圖像中，每次需要選擇一行，即11個(gè)宏塊進(jìn)行幀內(nèi)編碼，而在CIF格式圖像中，這個(gè)數(shù)字變成22。
1.4參數(shù)集(ParameterSets)H.264標(biāo)準(zhǔn)中，取消了序列層和圖像層，將原本屬于序列和圖像頭部的大部分句法元素分離出來(lái)形成序列參數(shù)集SPS(SequenceParameterSet)和圖像參數(shù)集PPS(PictureParame2terSet)。序列參數(shù)集包括了與一個(gè)圖像序列有關(guān)的所有信息，如編碼所用的檔次和級(jí)別、圖像大小等，應(yīng)用于視頻序列。圖像參數(shù)集包含了屬于一個(gè)圖像的所有片的信息，如嫡編碼方法、FMO，宏塊到片組的映射方式等，應(yīng)用視頻序列中的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的圖像。多個(gè)不同序列參數(shù)集和圖像參數(shù)集被解碼器正確接收后，被存儲(chǔ)于不同的己編碼位置，解碼器依據(jù)每個(gè)己編碼片的片頭的存儲(chǔ)位置選擇合適的圖像參數(shù)集來(lái)使用。
1.5冗余片(RedundantSlice)H.264編碼器除了對(duì)片內(nèi)的宏塊進(jìn)行一次編碼外，還可以采用不同的編碼參數(shù)對(duì)同一個(gè)宏塊進(jìn)行一次或多次編碼，生成冗余片，冗余片的信息也被編碼進(jìn)同一個(gè)視頻流中。解碼器在能夠使用主片的情況下會(huì)拋棄冗余片，反之如果主片丟失，也可以通過(guò)冗余片來(lái)重構(gòu)質(zhì)量。
1.6靈活的宏塊排序(FMO)FMO技術(shù)通過(guò)片組(slicegroup)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。片組是由一個(gè)或者多個(gè)片組成，而每個(gè)片中通常包括一系列的宏塊。采用FMO進(jìn)行視頻編碼的好處在于，可以使因信道傳輸而引起的錯(cuò)誤分散。具體實(shí)施方法是：幀圖中的宏塊可以組成一個(gè)或幾個(gè)片組，每一個(gè)片組單獨(dú)傳輸，當(dāng)一個(gè)片組發(fā)生丟失時(shí)，可以利用與之臨近的已經(jīng)正確接收到的另一片組中的宏塊進(jìn)行有效的錯(cuò)誤掩蓋。片組組成方式可以是矩形方式或有規(guī)則的分散方式(例如，棋盤(pán)狀)，也可以是完全隨機(jī)的分散方式。采用FMO提高了碼流的容錯(cuò)能力，卻使編碼效率有所降低，同時(shí)也會(huì)增加編碼延遲時(shí)間。
二、結(jié)論
通信技術(shù)的飛速發(fā)展，第三代數(shù)字無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)以及多媒體信息服務(wù)(MMS)的興起為無(wú)線移動(dòng)環(huán)境下的多媒體通信業(yè)務(wù)(特別是視頻)提供了應(yīng)用和發(fā)展的需求．多媒體業(yè)務(wù)是3G的基本業(yè)務(wù)之一，然而視頻通信業(yè)務(wù)對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)還是一種挑戰(zhàn)，這是由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是一種易錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)，容易受到多徑干擾、陰影衰落等多種條件的影響，致使視頻傳輸流中的RTP包會(huì)大量丟失，因此對(duì)于3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的視頻通信業(yè)務(wù)，容錯(cuò)技術(shù)是不容忽視的。H.264／AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)本身提供了許多容錯(cuò)工具，可以很好的解決易差錯(cuò)信道的視頻容錯(cuò)傳輸，提高3G視頻通信的可用性。
參考文獻(xiàn)：
[1]潘全衛(wèi).DHCP服務(wù)器容錯(cuò)方案[J].網(wǎng)管員世界.2009.(5)：55-56.
關(guān)鍵詞：熱備，集群，容錯(cuò)，數(shù)據(jù)同步，心跳機(jī)制，高可用性
0.概述
容錯(cuò)熱備份系統(tǒng)就是指由至少一臺(tái)主機(jī)，一臺(tái)備機(jī)組成的一個(gè)集群，當(dāng)在主機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序或者控制系統(tǒng)由于外界各種未知的干擾，而出現(xiàn)了停止，數(shù)據(jù)損壞或者丟失的情況下，集群會(huì)自動(dòng)將主機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序或者控制系統(tǒng)切換到備機(jī)上繼續(xù)運(yùn)行，并且保證網(wǎng)絡(luò)ip地址也隨之進(jìn)行切換，保證數(shù)據(jù)同步，使數(shù)據(jù)不丟失，不損壞。論文參考網(wǎng)。
本文主要研究了容錯(cuò)熱備份系統(tǒng)的切換可靠性，方案的可用性以及監(jiān)控過(guò)程中的心跳機(jī)制和切換當(dāng)中的數(shù)據(jù)同步。分別驗(yàn)證了“N對(duì)1”和“N加1”的熱備份方案。
1.容錯(cuò)熱備份系統(tǒng)的原理介紹
Veritas ClusterServer(VCS)，是一種高可用性集群軟件，主要用在雙機(jī)熱備，容錯(cuò)系統(tǒng)中，保護(hù)數(shù)據(jù)，保持不間斷服務(wù)。本文即采用Symantec公司的VCS軟件達(dá)到對(duì)應(yīng)用程序中進(jìn)程的監(jiān)控和切換。VCS使用的心跳協(xié)議是低延遲傳輸協(xié)議(LLT, Low LatencyTransport)，LLT協(xié)議比IP協(xié)議更快并且可靠， LLT協(xié)議上方為組成員和廣播協(xié)議(GAB, Group MembershipService Broadcast)，由其發(fā)送廣播。GAB為多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸協(xié)議，有信息傳輸?shù)陌踩Ｕ瞎δ埽?GAB驅(qū)動(dòng)LLT，為整個(gè)集群提供了可靠的數(shù)據(jù)傳輸。高可用進(jìn)程(High availability Daemon, HAD)是VCS的主要進(jìn)程，在GAB上層注冊(cè)，用以監(jiān)控管理集群中物理機(jī)器的狀態(tài)。在以上這些協(xié)議以及進(jìn)程之上，VCS中，是最上層提供管理資源的邏輯的多縣城進(jìn)程。針對(duì)每個(gè)資源類(lèi)型，都有相應(yīng)的，監(jiān)視對(duì)應(yīng)類(lèi)型的資源。原理構(gòu)架如圖一所示：
圖一 VCS原理構(gòu)架
2.容錯(cuò)熱備份系統(tǒng)的方案對(duì)比
本文采取的容錯(cuò)熱備份方案有以下兩種：N對(duì)1熱備份方案和N加1熱備份方案。論文參考網(wǎng)。論文參考網(wǎng)。
2.1 N對(duì)1熱備份方案
N對(duì)1的熱備份方案主要采用的是非對(duì)稱(chēng)的故障切換模式，提供了一個(gè)專(zhuān)用的備份服務(wù)器，整個(gè)集群中的N臺(tái)主機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)備機(jī)，當(dāng)任何一臺(tái)主機(jī)發(fā)生故障時(shí)，集群會(huì)將該主機(jī)的應(yīng)用程序切換到這一臺(tái)備機(jī)上，由于提供了專(zhuān)用備機(jī)，沒(méi)有在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序而互不兼容的風(fēng)險(xiǎn)。
2.2 N加1熱備份方案
N加1熱備份方案主要采用的是對(duì)稱(chēng)故障切換模式，該方案下，不需要專(zhuān)門(mén)的冗余服務(wù)器，集群中的一臺(tái)額外服務(wù)器只是用作備份容量，集群中的某臺(tái)主服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)之前的配置，切換到集群中任意一臺(tái)機(jī)器上，任何服務(wù)器可以為其它服務(wù)器提供冗余。
3.容錯(cuò)熱備份系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證結(jié)論
本文的實(shí)驗(yàn)環(huán)境采用3臺(tái)Linux操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)作為容錯(cuò)熱備份系統(tǒng)的物理節(jié)點(diǎn)，掛接磁盤(pán)，分別用來(lái)驗(yàn)證N對(duì)1和N加1方案的可行性。
本文論證了三種情況：1.殺死主機(jī)上正在運(yùn)行的應(yīng)用程序的進(jìn)程（即可認(rèn)為是應(yīng)用程序出現(xiàn)問(wèn)題的情況）；2.主機(jī)與公網(wǎng)斷網(wǎng)的情況；3.主機(jī)意外宕機(jī)的情況。以上三種情況下，該容錯(cuò)熱備份系統(tǒng)均能成功檢測(cè)并且平滑切換，保證了數(shù)據(jù)同步，數(shù)據(jù)信息無(wú)損失。
通過(guò)對(duì)容錯(cuò)熱備份系統(tǒng)的深入研究，以及多種不同熱備份方案的比較，得出以下結(jié)論：本文采用的容錯(cuò)熱備份系統(tǒng)，適用性廣泛，對(duì)于各種不同的領(lǐng)域，均可達(dá)到網(wǎng)絡(luò)信息與服務(wù)高可靠性的持續(xù)運(yùn)行，并且保證數(shù)據(jù)的同步。
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【關(guān)鍵詞】容錯(cuò)技術(shù)硬件冗余 VHDL代碼
1 引言
數(shù)字硬件電路設(shè)計(jì)越來(lái)越精密，但其故障的檢測(cè)也越來(lái)越難。而數(shù)字電路的設(shè)計(jì)大都是用VHDL語(yǔ)言來(lái)描述的，因此提出了一個(gè)在VHDL描述中自動(dòng)插入故障容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的工具。采用這種工具來(lái)做容錯(cuò)電路的設(shè)計(jì)，用戶(hù)可以根據(jù)不同的需求在VHDL源碼級(jí)自動(dòng)做電路故障容錯(cuò)設(shè)計(jì)。
2 電路源碼級(jí)故障容錯(cuò)的插入工具
數(shù)字電路自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)故障容錯(cuò)，也就是在用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)數(shù)字電路時(shí)，自動(dòng)化的加入故障容錯(cuò)結(jié)構(gòu)，并且最后得到具有容錯(cuò)功能的VHDL描述的數(shù)字電路。這個(gè)自動(dòng)化的過(guò)程用一個(gè)工具來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是故障容錯(cuò)結(jié)構(gòu)自動(dòng)插入工具。該工具由六部分組成，如圖1所示。
VHDL源碼經(jīng)過(guò)分析器轉(zhuǎn)化成一種特殊的中間數(shù)據(jù)格式，存儲(chǔ)在設(shè)計(jì)庫(kù)中；這種數(shù)據(jù)格式以有向無(wú)環(huán)圖（DAG）的形式組織起來(lái)，保存了VHDL完整的語(yǔ)義信息。用戶(hù)通過(guò)用戶(hù)接口輸入某些信息，來(lái)定位所需容錯(cuò)的關(guān)鍵部件及從故障容錯(cuò)器選擇所用的容錯(cuò)器件。容錯(cuò)后的數(shù)據(jù)重新送回到設(shè)計(jì)庫(kù)中，用反編譯系統(tǒng)再次恢復(fù)成VHDL代碼。本文對(duì)基于硬件冗余技術(shù)對(duì)源碼級(jí)容錯(cuò)結(jié)構(gòu)插入過(guò)程進(jìn)行闡述。
3 硬件冗余技術(shù)
硬件冗余技術(shù)采用在系統(tǒng)中多加的硬件資源，包括被動(dòng)冗余、主動(dòng)冗余及主被動(dòng)相結(jié)合三種形式。
被動(dòng)冗余又稱(chēng)為靜態(tài)冗余（Masking Redundancy ），它不改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，靠附加的元器件來(lái)屏蔽掉故障元器件的作用。常用的被動(dòng)冗余稱(chēng)為三模冗余（Triple Modular Redundancy， TMR）結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)由相同功能的三個(gè)模塊及表決器構(gòu)成，三個(gè)相同模塊同步運(yùn)行，三個(gè)模塊的輸出作為表決器的輸入，系統(tǒng)的輸出是多數(shù)表決的結(jié)果。
所謂的主動(dòng)冗余技術(shù)，就是能讓系統(tǒng)配置動(dòng)態(tài)的改變，從而消除故障對(duì)系統(tǒng)的影響，同時(shí)補(bǔ)充系統(tǒng)冗余。當(dāng)系統(tǒng)模塊發(fā)生故障時(shí)，依靠存儲(chǔ)多個(gè)模塊和故障檢測(cè)機(jī)構(gòu)，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部的一次重組來(lái)切除或替換故障模塊。
4 硬件冗余的插入過(guò)程
數(shù)字電路設(shè)計(jì)者在使用該工具時(shí)，首先需要編寫(xiě)電路的VHDL源碼、同時(shí)要提供采用的容錯(cuò)技術(shù)類(lèi)型及想要的容錯(cuò)的位置（設(shè)計(jì)單元名和需復(fù)制的對(duì)象名）這些信息。
此處假定需要容錯(cuò)的位置是：設(shè)計(jì)單元A，需復(fù)制的對(duì)象RESULT，而容錯(cuò)技術(shù)采用硬件被動(dòng)冗余中的三模冗余技術(shù)。插入技術(shù)主要由以下過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4.1 三個(gè)新信號(hào)的拷貝
如圖2所示，首先通過(guò)設(shè)計(jì)庫(kù)的search（pname，sname）函數(shù)從庫(kù)中找到用戶(hù)所輸入的設(shè)計(jì)單元A，然后再使用符號(hào)表的 search（object_name，global）函數(shù)從符號(hào)表中查找目標(biāo)對(duì)象RESULT，進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的屬性修改后，清空temp。經(jīng)過(guò)這些步驟后，完成了三模冗余技術(shù)所需要的新對(duì)象的聲明。
4.2 語(yǔ)句的復(fù)制
如圖3所示，該流程圖是對(duì)于語(yǔ)句的修改。
經(jīng)過(guò)上面的步驟，完成了三模冗余技術(shù)的對(duì)象復(fù)制部分，將這些信息修改完成后再返存入設(shè)計(jì)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)了在數(shù)字電路的VHDL源碼級(jí)進(jìn)行故障容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的插入。
5 結(jié)語(yǔ)
利用自動(dòng)化工具在數(shù)字電路的VHDL源碼級(jí)進(jìn)行故障容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的插入，能夠有效的提高設(shè)計(jì)者的工作效率。
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