针对 FreeRTOS 可靠性的实验分析：基于定向故障注入活动
操作系统
2026-05-21 v1
摘要
实时操作系统 (RTOS) 在安全关键领域发挥着关键作用，其中确定性和可预测的任务执行至关重要。然而，它们正日益暴露于离子辐射，这可能损害系统的可靠性。为评估 FreeRTOS 在此类条件下的表现，我们引入了 KRONOS——一个基于软件的、非侵入性后传播故障注入 (FI) 框架，其在无需专用硬件或调试接口的情况下，将瞬态和永久性故障注入到操作系统可见的内核数据结构中。通过 KRONOS，我们对 FreeRTOS 核心内核组件进行了大规模 FI 活动，包括与调度器相关的变量和任务控制块 (TCB)，对其对功能正确性、计时行为和可用性影响进行了特征化分析。结果表明，指针和关键调度器相关变量的损坏经常导致崩溃，而许多 TCB 字段对系统可用性影响有限。
引用
@article{arxiv.2603.25666,
title = {Experimental Analysis of FreeRTOS Dependability through Targeted Fault Injection Campaigns},
author = {Luca Mannella and Stefano Di Carlo and Alessandro Savino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.25666},
year = {2026}
}
备注
6 pages; 5 figures; sent to the International Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits and Systems (DDECS) 2026