内进化容错模型设计及其可靠性分析(2)
3.2实验结论
记PEi为第一列PE损伤数为i(i<7)的故障模式,试验结果如表1所示。
表1不同故障模式修复代数统计
针对SA?0错误,通过MicroblazeCPU对可重配置阵列进行演化在十万代内均能找到正确的解(PEi(i<6)),成功证明了该算法良好的容错特性,在电路设计方面有效改善了传统电路设计中一次设计终身定型的弊端,使电路在遇到故障时可以避开故障单元,实现功能自修复。
3.3冗余可靠性分析
图3所示为演化电机的3输入2输出换向电路,分别计算两种不同电路的可靠性[8]。
由于设计只使用了基本的逻辑单元如与门、或门、与非门和或非门,得到演化方法设计电路可靠性概率pe为:
相比传统电路设计方法得到的可靠性概率pn为:
pe和pn概率如图4所示,虚线表示传统电路设计方法生成的电路的故障率,实线表示冗余电路利用演化算法生成电路的故障率。可以看出,当p∈(0,0.5)时pe>pn,即动态可重构冗余电路具有更高的可靠性。
4结语
本文通过在FPGA内部集成MicroblazeCPU和可重配置阵列的方式,实现了基于内进化方式容错模型。针对SA故障进行了容错实验,证明该模型具有良好的故障容错能力,为获得具有实时、自适应、容错能力的理想硬件特性提供了新的技术途径。建立了电路可靠性的概率分析模型,并且针对本试验中的具体电路分析了冗余方法结合演化算法设计电路和传统方法设计电路的出错概率,证明了前者具有更高的可靠性。
参考文献
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