嵌入式计算机在航空航天等对可靠性要求较高的系统中占有核心地位,其微小故障都可能引发灾难性的后果。因此,人们对高可靠性容错计算机的研究越来越重视,提高容错计算机可靠性的一个重要方法是发展余度技术。本课题的目标是研究高可靠的平台管理计算机,构建合理的“故障-安全”策略,提高管理计算机的可靠性。首先对常规自监控两余度计算机和常规三模冗余计算机进行改进,设计了非相似平台管理计算机架构。每个中央控制模块由两个不同处理器构成;两个中央控制模块之间增加交叉数据链(Cross Channel Date Link),使得四个处理器之间可以进行信息交互;中央控制模块通过双冗余2I C总线,对功能模块交叉控制。根据平台管理计算机的结构特点,需要事先制定一套余度管理策略。首先,研究了处理器余度管理策略,确定四个处理器的优先级顺序和表决策略,并对实际工作中出现的几种典型的故障模式进行了详细的分析讨论;其次,研究了同步技术,针对平台计算机非相似的结构特点,具体地介绍了任务同步策略;最后针对双冗余总线的结构特点介绍了功能模块余度管理策略。基于任务同步和余度管理策略,采用软硬件结合的方法对系统进行设计。四个处理器系统FPGA和软件设计完全相同,具体介绍了单板FPGA设计。根据实现的功能,将FPGA进行模块化设计,与软件结合实现任务同步、数据交换、故障判断、降级以及对I/O模块交叉控制功能。为验证同步策略和余度管理策略的正确性,对原理样机进行测试,包括同步精度测试、几种典型的故障下调试结果的测试和双冗余总线切换效果的测试。结果表明系统运行稳定,四处理器同步良好,可实现两次故障工作、三次故障安全,并可以实现总线切换。