嵌入式系统是具有特定功能的专用计算机系统,因其具有体积小,功耗低,成本低和处理速度快等优点而被广泛应用于各个领域,在应用数量上远远超过了各种通用计算机,有着无比广泛的市场前景。同时,在某些特定领域(例如航空航天,地质勘探,军事应用等),嵌入式计算机系统运行的安全性和可靠性是倍受关注的关键问题,对嵌入式计算机容错系统的研究及应用就显得尤为重要。本论文从硬件角度对计算机容错系统的理论基础、结构模型、组成方法及评价过程作了详细论述,并据此在针对实际应用加以改进后的双机热备结构模型基础上设计了基于实时操作系统CRTOS 2.0,Motorola PowerPC860嵌入式处理器的机载燃油测量嵌入式容错计算机系统硬件平台。其涉及内容包括MPC860主系统的启动与复位,内存的分配及管理,中断响应与处理,外部总线接口(1553B总线接口),外围通信接口(包括RS-232、RS-422、RS485、ARINC429),频率计数端口,A/D转换及开关量输入输出控制电路,容错处理的仲裁电路等。在设计上除模拟控制及总线驱动等器件外,尽量采用FPGA来实现控制逻辑以提供应用平台的可扩展性。该设计的通用性及可靠性要求较高,在满足主要的应用功能前提下,还进一步考虑了系统稳定运行的保证性措施,包括提供系统基本状态自诊断(自测试)、系统硬件正常运转检测、系统总线超时监控、系统单点故障容错、实现双机板级切换等。