[发明专利]一种自修复处理器对锁步系统的可靠性建模与分析方法

摘要

本发明提供了一种自修复处理器对锁步系统的可靠性建模与分析方法，首先，将锁步系统及自修复处理器的状态抽象成库所集，将处理器和其它部件的故障发生及修复动作抽象成变迁集，再将库所集和变迁集的关系抽象成两者之间的有向弧集和点火变迁规则，然后将各部件的故障率和修复率信息抽象成延时变迁元素的平均实施速率，由此得到锁步系统的GSPN可靠性模型。将模型初始化后，依据点火变迁规则，得到锁步系统可达的所有状态，再构造GSPN可靠性模型的同构Markov链，由此得出GSPN可靠性模型可达状态的累计概率函数方程并求解，得到锁步系统的可靠度函数，从而完成锁步系统的可靠性分析。本发明建模过程简单，可以精确地得到系统的可靠度函数。

主权项

1.一种自修复处理器对锁步系统的可靠性建模与分析方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：将锁步系统的整体状态以及锁步系统中自修复处理器的状态抽象成GSPN可靠性模型的库所集，库所集中的每一个元素分别对应一个不同的状态；将自修复处理器瞬时故障发生及修复的动作、锁步系统中其它部件故障发生及修复的动作抽象成GSPN可靠性模型的变迁集，变迁集中的每一个元素分别对应一个不同的动作；完成建模对象分析；步骤2：由于发生了GSPN可靠性模型变迁集中各元素对应的动作而使库所集中元素状态发生改变，从而形成了库所集与变迁集之间的关系，将这种关系抽象成库所集中元素和变迁集中元素之间的有向弧集和GSPN可靠性模型的点火变迁规则，完成建模事件和条件分析；步骤3：将GSPN可靠性模型变迁集中表示故障发生动作的延时变迁元素的平均实施速率设置为对应的发生故障的部件的故障率，将GSPN可靠性模型变迁集中表示故障修复动作的延时变迁元素的平均实施速率设置为对应的修复故障的部件的修复率，完成变迁参数设置，由此得到锁步系统的GSPN可靠性模型；步骤4：根据锁步系统中各部件的初始状态，对GSPN可靠性模型进行初始化，得到初始状态集，初始化规则为：状态集中元素数量和库所集相同，各元素的值为库所集中各元素在初始状态下所包含的token数量；步骤5：针对步骤1至步骤3建立的GSPN可靠性模型，由GSPN可靠性模型的初始状态集及步骤2中获取的点火变迁规则，每产生一个变迁，库所集中与该变迁相关的元素状态就会发生变化，该元素所包含的token也会产生相应地变化，从而得到锁步系统可达的所有状态，每种状态下库所集中各元素所包含的token数量用对应状态集进行记录，完成模型可达性分析；步骤6：根据步骤5中完成的GSPN可靠性模型可达性分析，将GSPN可靠性模型的可达状态作为Markov链的顶点，可达状态之间的直达关系对应Markov链顶点间的有向弧，可达状态之间的可达关系对应Markov链顶点间的由多个有向弧组成的有向路径，构造GSPN可靠性模型同构Markov链；步骤7：根据步骤6得到的GSPN可靠性模型同构Markov链，得到GSPN可靠性模型各可达状态的状态转移矩阵，由该状态转移矩阵可得到GSPN可靠性模型每个可达状态当前时刻的累计概率函数与下一时刻的累计概率函数之间的关系方程，对该方程采用拉普拉斯变换方法求解，得到锁步系统的可靠度函数，从而完成锁步系统的可靠性分析。