罗予东 董守玲 陆 璐

1(嘉应学院计算机学院 广东 梅州 514015) 2(华南理工大学计算机科学与工程学院 广东 广州 510641)

0 引 言

随着计算机硬件设备集成度的日益提高，现代系统中的硬件故障率也与日俱增。随着芯片小型化和精密化的不断发展，硬件设备更容易受到外部环境的影响。在使用过程中，主要的故障问题是软错误：一些随机位在存储器和寄存器中翻转，导致软件在计算时产生不可预知的错误。导致硬件设备电压变化、存储器位翻转等软错误的原因很多，对于高可靠性要求的软件应用，更加重视软错误的影响。目前，硬件和系统级检测与校正机制几乎不能监视某些软错误。因此，研究软错误对程序计算、程序控制的系统来说具有重要意义。

为了评估软错误对系统的影响，通常的解决方案是手动生成故障并研究程序在故障下的行为及动作。通常的方法是采用软件方式注入故障，除此以外还可以模拟外部环境(如辐射等)产生故障。由于在实际应用中很少发生软错误，因此需要提高软错误的发生概率。实际上，模拟外部环境和直接修改硬件设备状态，代价是昂贵且不切实际的。研究表明在机器代码级通过软件故障注入技术更容易模拟硬件故障，并且具有较高的精度[1]。

在硬件模拟方法中，通过硬件模拟设备实现位翻转。该方法可以提供机器代码级的硬件故障注入，通过检测和校正机制可以覆盖整个注入过程。为了实现汇编代码的故障注入结果与源代码的映射，研究并设计了一种软件故障注入方法，可以针对源代码进行故障注入。……