三重模块冗余

电脑科学中的三重模块冗余(triple modular redundancy,有时也称为triple-mode redundancy[1])简称TMR,属于多重模块冗余(N-modular redundancy)的容错形式,用三个相同的系统执行同一功能,再透过多数表决(majority-voting)系统,取多数的输出为最后的输出。若三个系统中只有一个损坏,另外二个正常,多数表决系统会使用二个对的输出,成为最后的输出。

三重模块冗余。由三个相同功能的逻辑门来计算特定的布尔逻辑,再透过电路选出占多数的结果
有四个NAND闸组成的多数表决电路

三重模块冗余的概念可以用在许多态式的冗余系统中,例如以N版本程序英语N-version programming进行的软件冗余,也常用在容错电脑系统中。

有些纠错内存不使用较常见的汉明码,而使用三重模块冗余的硬件电路,其原因是而三重模块冗余的硬件其速度比汉明码的错误修正软件要快[2]。太空卫星系统也常使用三重模块冗余[3][4],不过太空船上的随机读写存储器仍使用汉明码的错误修正技术[5]

有些通讯系统会用N重模块冗余来作简单的前向错误更正,例如五重模块冗余通讯系统(例如FlexRay英语FlexRay)就会用5个结果中的多数为准。若五个中只有二个的结果是错的,可以用占多数的另外三个结果产生正确的结果。

多模块冗余是基本的概念,其起源可以追溯到古代,而第一次在电脑上使用则是在1950年代的捷克斯洛伐克电脑SAPO英语SAPO (computer)

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参考资料

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  1. ^ David Ratter. "FPGAs on Mars" (PDF). [2019-04-22]. (原始内容存档 (PDF)于2019-08-30). 
  2. ^ Using StrongArm SA-1110 in the On-Board Computer of Nanosatellite. Tsinghua Space Center, Tsinghua University, Beijing. [2009-02-16]. (原始内容存档于2011-10-02). 
  3. ^ Actel engineers use triple-module redundancy in new rad-hard FPGA. Military & Aerospace Electronics. [2017-04-09]. (原始内容存档于2017-04-10). 
  4. ^ ECSS-Q-HB-60-02A页面存档备份,存于互联网档案馆) : Techniques for radiation effects mitigation in ASICs and FPGAs handbook
  5. ^ Commercial Microelectronics Technologies for Applications in the Satellite Radiation Environment. [2019-04-22]. (原始内容存档于2019-04-22). 

外部链接

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