基于虚拟机的单粒子翻转故障注入方法  

A Method of Single Event Upset Fault Injection Based on Virtual Machine

作　　者：周玉宇[1] 尚利宏[1] 吕紫旭[1] 

机构地区：[1]北京航空航天大学,北京100080

出　　处：《计算机研究与发展》2010年第S1期153-157,共5页Journal of Computer Research and Development

摘　　要：空间高能带电粒子对航天器的电子器件会造成辐射损伤,其中单粒子效应对航天工程的威胁正在增大,甚至会带来严重后果.单粒子效应包括单粒子翻转、单粒子锁定和单粒子击穿3种主要类型,其中以单粒子翻转最为常见.为了容忍、纠正、避免这类问题,实现高可靠性和高安全性,需要应用容错、纠错、避错的措施.而单粒子翻转故障注入系统是验证针对单粒子翻转现象措施有效性的工具.介绍了一种与当前流行的方案迥异的单粒子翻转故障注入方案,即基于虚拟机对上层的目标操作系统及操作系统的任务程序进行故障注入,避免了对目标系统软件代码插桩造成的差异性影响,也节省了昂贵的硬件故障注入器的开发成本,并对同一操作系统下的不同任务软件具有一定通用性.最后以基于虚拟机Xen的故障注入器为例,验证方案的可行性.空间高能带电粒子对航天器的电子器件会造成辐射损伤,其中单粒子效应对航天工程的威胁正在增大,甚至会带来严重后果.单粒子效应包括单粒子翻转、单粒子锁定和单粒子击穿3种主要类型,其中以单粒子翻转最为常见.为了容忍、纠正、避免这类问题,实现高可靠性和高安全性,需要应用容错、纠错、避错的措施.而单粒子翻转故障注入系统是验证针对单粒子翻转现象措施有效性的工具.介绍了一种与当前流行的方案迥异的单粒子翻转故障注入方案,即基于虚拟机对上层的目标操作系统及操作系统的任务程序进行故障注入,避免了对目标系统软件代码插桩造成的差异性影响,也节省了昂贵的硬件故障注入器的开发成本,并对同一操作系统下的不同任务软件具有一定通用性.最后以基于虚拟机Xen的故障注入器为例,验证方案的可行性.

关 键 词：故障注入 单粒子翻转 虚拟机 XEN 

分 类 号：TP3[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]