基于输入微调的余数校验容错低通滤波处理方法技术

本发明专利技术提出一种基于输入微调的余数校验容错低通滤波处理方法，包括：将采集数据x分别传输给第一支路、第二支路和余数支路，第一支路和第二支路为两个完全相同的低通滤波器支路，余数支路为一个基于余数处理的低通滤波器支路；对x进行取模处理；当取模结果第奇数/偶数次等于零时，分别将第一支路、第二支路和余数支路的输入数据加/减1，随后对微调加/减1后的新输入数据进行基于余数校验的容错滤波处理；当取模结果不等于零时，直接对第一支路、第二支路以及余数支路的输入数据进行一般的基于余数校验的容错滤波处理。本发明专利技术可避免由滤波器系数发生单粒子翻转所引起的故障漏检问题，具有操作简单，结果准确率高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可靠计算及容错信号处理
，特别涉及一种。
技术介绍
辐射会对数字信号处理器的运行造成影响，进而可以导致输出数据出现错误。例如，一些卫星上装载的数字信号处理设备，常会受到太空辐射的影响而导致信号处理出现错误。为了解决这个问题出现了容错信号处理技术。三模冗余(Triple Modular Redundancy,TMR)技术在福射环境下的容错信号处理中得到广泛应用。针对滤波器的容错设计来说，TMR使用三个相同的滤波模块对输入数据进行相同的滤波操作，并在输出端通过多数选择器决定最终的输出，完全消除了单支路故障对信号处理输出的影响。但在三模冗余技术中，所有的运算、存储及功率资源消耗都增加到原来的三倍，这使得三模冗余技术在很多资源受限的应用中无法使用，如星载计算平台上的容错信号处理等。为此产生基于余数校验的容错信号处理技术，进一步的降低了容错信号处理技术中的资源需求。基本思路是将三模冗余中的一条支路变成基于余数处理的滤波支路，当其他两个支路处理结果不一致时，将两个支路的处理结果取余后，与余数滤波支路的结果进行比较，经过一次判断就选择正确的处理结果，并判断出现了故障的支路。但是这种方法有一个缺陷，即当滤波器的移位寄存器或者滤波器系数发生单粒子翻转时，可能使故障支路的错误输出刚好与正确输出同余，此时余数滤波支路无法判断哪个支路出现了故障，即发生了故障漏检问题。而通过理论分析发现，由滤波器系数发生单粒子翻转所导致的故障漏检都发生在输入数据取模为零的时刻。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种，该方法可以有效的避免由滤波器系数发生单粒子翻转所引起的故障漏检问题。为了实现上述目的，根据本专利技术实施例的，其特征在于，包括以下步骤:A:将采集数据X分别传输给第一支路、第二支路和余数支路，其中，所述第一支路和第二支路为两个完全相同的低通滤波器支路，所述余数支路为一个基于余数处理的低通滤波器支路:在所述余数支路中，对所述X进行取模处理(X)m，其中模数m为正整数，取模结果为Xm;C:当所述Xm第奇数次等于零时执行步骤Cl，当所述Xm第偶数次等于零时执行步骤C2，当所述Xm不等于零时执行步骤C3 ；C1:将所述第一支路和第二支路的输入数据加1，并将所述余数支路的取模结果加1，随后所述第一支路、第二支路以及余数支路对微调加I后的新输入数据进行一般的基于余数校验的容错滤波处理；C2:将所述第一支路和第二支路的输入数据减I，并将所述余数支路的取模结果减1，随后所述第一支路、第二支路以及余数支路对微调减I后的新输入数据进行一般的基于余数校验的容错滤波处理；C3:直接对所述第一支路、第二支路以及余数支路的输入数据进行一般的基于余数校验的容错滤波处理。根据本专利技术的方法进行输入数据微调，可避免由滤波器系数发生单粒子翻转所引起的故障漏检问题，具有操作简单，结果准确率高的优点。在本专利技术的一个实施例中，所述低通滤波器为直接型或转置型FIR滤波器。在本专利技术的一个实施例中，所述余数支路中的滤波器滤波过程中的乘法和加法运算为:P和q是两个操作数且为正整数，则乘法运算为((P)mX (q) Jm，加法运算为((p)m+(q)Iii^ m °在本专利技术的一个实施例中，所述模数m优选为3。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术所述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是现有的基于余数校验的容错滤波处理方法的原理图；图2是本专利技术的基于输入微调`的余数校验容错低通滤波处理方法的流程图；图3是本专利技术一个具体实施例的的流程图。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。相反，本专利技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术背景，先结合图1对现有的基于余数校验的容错滤波处理方法进行阐述。如图1所示，将相同的输入数据分别传输给第一支路、第二支路和基于余数处理的低通滤波器支路。其中，在第一支路中X经过低通滤波器I滤波处理，滤波结果变为yi，随后对Y1在取模子模块I中进行取模求余得到r10类似地，在第二支路中X经过低通滤波器2滤波处理，滤波结果变为12，随后对y2在取模子模块2中进行取模求余得到r2。在第三条支路中，输入数据首先经过取模子模块3进行取模处理，然后通过基于余数处理的低通滤波器支路，得到r。最后对y:、y2、r2和r进行比较检验,如果yfyy说明第一支路和第二支路的结果一致，选择任一路输出即可，I=Ii=I2 ;如果Y1幸y2，说明第一支路和第二支路的结果不一致，其中有一条支路出错，需要使用第三条支路的结果进行比较处理，如果rfr,说明第一支路是正确的，J=J1 ;反之，如果r2=r,说明第二支路是正确的，y=y2。上述传统基于余数校验的容错滤波方法在多数情况下是可以对抗单粒子翻转的，但是在少数情况下，单粒子翻转有可能导致出现7工幸y2但是的情况，即本文
技术介绍
中提到的“输出同余、故障源难辨”问题。由于理论分析发现，由滤波器系数发生单粒子翻转所导致的故障漏检都发生在输入数据取模为零的时刻，本专利技术的核心思想是，在原本取模结果为零的输入数据进行滤波处理之前，对该输入数据进行微调加I，使得输入数据取模结果不再为零，对再次取模结果为零的输入数据进行滤波处理之前，对该输入数据进行微调减I，使得输入数据取模结果不再为零，即可避免由于滤波系数发生单粒子翻转所导致的故障漏检，从而提高电路处理结构的准确率。对取模为零的输入数据进行交替加减I操作，统计意义上等效为在低通滤波器输入端加入了一个小幅度高频信号，而其大部分能量将被低通滤波器滤除。因此本专利技术的特点是，利用低通滤波器自身的滤波特性，在通过输入数据修改避免滤波器系数引起的故障漏检的同时，最大程度地消除了输入数据改变对输出数据的影响。图2是本专利技术实施例的基于输入数据微调的余数校验容错滤波处理方法的流程图。如图2所述，本专利技术的方法包括以下步骤:A:将采集数据X分别传输给第一支路、第二支路和余数支路。其中，第一支路和第二支路为两个完全相同的低通滤波器支路，余数支路为一个基于余数处理的低通滤波器支路。其中，低通滤波器为直接型或转置型FIR滤波器。B:在余数支路中，对X进行取模处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于输入微调的余数校验容错低通滤波处理方法，其特征在于，包括以下步骤：A：将采集数据x分别传输给第一支路、第二支路和余数支路，其中，所述第一支路和第二支路为两个完全相同的低通滤波器支路，所述余数支路为一个基于余数处理的低通滤波器支路；B：在所述余数支路中，对所述x进行取模处理(x)m，其中模数m为正整数，取模结果为xm；C：当所述xm第奇数次等于零时执行步骤C1，当所述xm第偶数次等于零时执行步骤C2，当所述xm不等于零时执行步骤C3；C1：将所述第一支路和第二支路的输入数据加1，并将所述余数支路的取模结果加1，随后所述第一支路、第二支路以及余数支路对微调加1后的新输入数据进行一般的基于余数校验的容错滤波处理；C2：将所述第一支路和第二支路的输入数据减1，并将所述余数支路的取模结果减1，随后所述第一支路、第二支路以及余数支路对微调减1后的新输入数据进行一般的基于余数校验的容错滤波处理。C3：直接对所述第一支路、第二支路以及余数支路的输入数据进行一般的基于余数校验的容错滤波处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高镇，赵明，王京，潘文，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：