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信息记录材料２０２５年４月第２６卷第４期

基于故障树分析的ＰｏｗｅｒＰＣ处理器排故方法研究

肖卫镇，孙召，高尚

（中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所陕西西安７１００６５）

【摘要】随着国产化嵌入式操作系统的普及，用户在程序开发和系统适配过程中，频繁遭遇各类异常情况，尤其是精简指令集架

构的中央处理器（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄＲＩＳＣ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ＰｏｗｅｒＰＣ）程序异常，其复杂性和不确定性给故障

排查带来极大挑战。因此，本研究提出基于故障树分析的ＰｏｗｅｒＰＣ系统排故方法。首先，详细分析ＰｏｗｅｒＰＣ处理器系统结构和工作

原理。其次，阐明边界扫描技术原理，包括故障树分析特点和组成。再次，提出基于故障树分析的ＰｏｗｅｒＰＣ处理器系统排故方法。最

后，通过某型飞腾处理器的ＰｏｗｅｒＰＣ系统为例，验证该方法的可靠性和有效性。结果表明：基于故障树分析的ＰｏｗｅｒＰＣ系统排故方法

具有快速、可靠的特性，能够准确定位电路板上的开路、短路等故障，有效区分可疑元件中的故障元件、非故障元件，可为后续的系统

维护提供依据。

【关键词】故障树；ＰｏｗｅｒＰＣ处理器；排故方法；故障类型

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【中图分类号】ＴＰ３１４【文献标识码】Ａ【文章编号】１００９５６２４（２０２５）０４００９６０４

０引言设备，具有极强的多任务处理能力和多核并行计算能力。

［３］

随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域的渗透ＰｏｗｅｒＰＣ处理器的工作流程如图１所示。处理器内含

与应用越来越广泛。精简指令集架构的中央处理器一块１６ｋＢ的ＦＬＡＳＨ存储系统程序和一块２５６ｋＢ的静态

（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄＲＩＳＣ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ随机存储系统程序。ＣＰＵ完成任务调度后，从内存中读

ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ＰｏｗｅｒＰＣ）是由ＩＢＭ公司开发的，基于ＡＲＭ７内取指令、数据并进行处理；将数据发送给用户程序并执行

核的单芯片计算机系统，因其高性能、低功耗、强可扩展性相应的任务操作；若用户程序无法正常执行，则将错误信

和优良的可靠性，成为嵌入式系统设计中的重要选择之息反馈给处理器，处理器再将错误信息发送给用户

［４］

一，目前广泛应用于金融、电力、电信、国防等领域。然而，程序。

随着用户需求的多样化及应用场景的复杂性，ＰｏｗｅｒＰＣ处

理器在实际运行中也面临着各类故障和异常情况。为应

对这些挑战，故障树分析逐渐显现出其在故障诊断与测试

中的重要价值。作为一种成熟的测试标准，故障树分析不

仅提供对电路板内各元件的访问能力，还能够简化故障诊

断过程。通过对芯片内部结构的直接访问，故障树分析能

够有效实施对硬件的在线测试，进而及时发现潜在的故障

隐患。基于此，本研究提出基于故障树分析的ＰｏｗｅｒＰＣ系

统排故方法。

图１ＰｏｗｅｒＰＣ处理器工作流程示意图

１ＰｏｗｅｒＰＣ处理器分析

１２ＰｏｗｅｒＰＣ处理器系统组成

ＰｏｗｅｒＰＣ处理器的中央处理器（ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

［１］ＰｏｗｅｒＰＣ处理器主要由３个子系统组成，分别为处理

ｕｎｉｔ，ＣＰＵ）性能远高于其他同类ＣＰＵ。与其他ＣＰＵ相