基于生成式模型的单片机异常检测与容错机制设计

摘要

随着嵌入式系统在关键领域的广泛运用，单片机系统的可靠性和安全性就越来越受到关注，传统的基于阈
值或者规则来开展的异常检测方法，在面对复杂且非线性的系统行为时，会存在适应性差、误报率高和对未知故障
模式的检测能力不足等问题。针对上述不足，本研究提出了基于生成式对抗网络来开展的异常检测以及容错机制的
设计方法，通过GAN的生成器开展学习单片机系统正常运行状态数据分布，经过判别器来进行真实与生成数据的区
分工作，从而来实现系统正常行为基准模型的构建。实验结果显示，相较于传统方法，该方法在开展模拟单片机系
统故障场景方面的检测准确率与实时性都得到了提升，并且能够有效地实现功能降级状况下的持续运行。本研究为
资源受限的单片机系统提供了数据驱动的智能异常处理方面的新思路，对于提高嵌入式系统在无人值守或者安全攸
关场景当中的自主生存能力有实际的意义。