三模冗余(Triple Modular Redundancy,TMR)是一种冗余设计技术,采用了三个相互对称的模块进行冗余,以提高系统的可靠性和容错性。
三模冗余的工作原理如下:
1. 三模冗余系统包含三个相同的模块,每个模块都能完成相同的任务并且输出相同的结果,这三个模块相互之间进行比较,通过多数表决的方式选择正确的结果。
2. 当输入数据到达三个模块时,每个模块会独立地进行计算或处理,并输出结果。
3. 三个模块的输出结果会经过一个比较器进行比较,比较器会检测是否有模块输出错误或故障,如果发现错误,那么比较器就会排除错误的输出结果。
4. 在多数表决中,将剩下的两个正确的输出结果进行比较,选择多数结果作为最终的输出。这是因为如果只有一个模块输出错误,那么其余两个模块的输出结果应该都是正确的,因此选择多数结果可以排除错误。
5. 如果三个模块的输出结果都不一样,那么系统会将这个结果视为不可靠的输出,并进行错误处理措施,如发出警告或重新计算。
三模冗余技术的优点是能够提供非常高的容错能力,因为至少有两个模块的输出是正确的。而且,由于三个模块独立运行并进行多数表决,有助于降低模块故障的概率,并提高系统的可靠性。然而,三模冗余也带来了一些不足之处,例如需要更多的硬件资源和功耗,以及增加了系统的复杂性和成本。
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