美国ARGOS卫星对利用SIHFT软件容错技术进行容错的商用器件的抗辐射性能进行了在轨实验,结果证明在不需要专用硬件的情况下,使用软件技术也能达到航天应用的可靠性要求。这个结论为商用器件在空间飞行器上的使用提供了有力的支持,使得商用器件在空间飞行器上有了更广阔的应用前景。从众多优秀的商用器件中筛选出合适的器件用于空间飞行器中,已经成为空间系统发展的主要研究方向之一。微处理器是空间飞行器必不可少的核心部件,因此有必要对目前主流航天用COTS微处理器的体系结构进行研究,对其使用软件容错技术产生的容错效果和性能开销进行比较分析,探索更加适合软件容错实现的航天用微处理器体系结构,这对今后航天用微处理器的选用具有十分重要的现实意义。本文首先研究了SIHFT的两项关键技术:软件签名控制流检错技术和复制指令检错技术的基本思想和算法;其次研究了ARM7和SPARC V8这两种微处理器的体系结构和指令系统;接着在以上研究的基础上,对SIHFT技术在这两种微处理器体系结构上实现时的容错效果和性能开销进行了比较和理论分析,提出了适合采用该技术进行软件容错的微处理器应该具备的条件,并对SIHFT技术在SPARC V8平台上实现的关键问题进行了分析,给出了解决问题的算法和相应的技术方案。最后,通过仿真实验测试了适于目标平台的软件检错技术的检错覆盖率。在仿真器TSIM上进行实验的结果数据表明:在引入平均133.2%的性能开销的基础上,寄存器注入故障,检错覆盖率为95.3%;存储器注入故障,检错覆盖率为79.8%,这说明SIHFT技术是有效可行的。由于基于ARM7的实验数据尚不完整,因此暂时无法与之进行定量的比较,但从理论分析的结果可以看出在实现SIHFT技术时,SPARC V8表现出的性能要明显优于ARM7。该结论有待于进一步进行实验验证。