嵌入式软硬件系统的可靠性设计

电子产品可靠性与环境试验２０ｌＯ年
ｃ１千兆以太网模块
对外提供一个十兆、百兆和千兆的自适应的网络接口。

ｄ１Ｒｓ４２２模块
提供４路Ｒｓ４２２接口。

ｅ１ＰＭＣ模块
提供外接ＰＭＣ扩展卡的接口。

ｎＵＳＢ模块
提供２路ＵｓＢ接口，支持Ｕ盘、移动硬盘等ＵＳＢ存储设备。

ｇ）电源模块
提供板上各芯片正常工作所需要的各种电源。

ｈ１时钟模块
提供板上芯片正常工作所需要的各种时钟。

根据以上的功能模块．就可以确定所选用的器件类别了。

如单片集成电路、微处理器、存储器、电阻器、电容器、电感器、变压器、晶体振荡器、发光二极管、连接器、开关、印制板以及焊接点等。

图１系统硬件组成框图
２．２可靠性指标分配原则
在确定了器件类别后．就需要进行可靠性指标的分配。

分配时首先应掌握可靠性设计的数据，其次必须考虑当前的技术水平。

要按现有的技术水平在费用、生产、功能和研制时间等的限制条件下考虑所能达到的可靠性。

ＰｏｗｅｒＰＣ单板计算机的可靠性指标分配应遵循以下原则：
１）对于改进潜力大的单元、部件，其指标可以定高一些：
铝
２）关键件的指标应分配得高一些，因为关键件一出故障，就将使整个系统的功能受到影响；
３１对于恶劣环境下工作的单元或部件，其可靠性指标应定得低一些：
４１对于新研制的产品以及采用新工艺、新材料的产品，其可靠性指标可以定低一些：
５１易以维修的单元或部件的可靠性指标定高一些．复杂的单元或部件的可靠性指标定低一些。

２．３可靠性指标计算
可靠性计算采用应力分析法．所以首先应确定各单元中每种元器件的工作失效率：Ａｉ（１０讥），然后用式（１）计算出各个单元的工作失效率～：
～＝ｉ；Ｍｉ（１）式（１）中：Ａｉ叫单元中第ｉ种元器件的工作失
效率，除个别的元器件类别外。

工作失效率都包含基本失效率和温度、电应力之外的元器件质量控制等级、环境应力、应用状态、性能额定值和种类、结构等失效率影响因素（即通常由基本失效率乘
以上述各因素的调整系数来表示）：
Ⅳｉ＿ｉ单元中第ｉ种元器件的数量；
ｎ—ｆ单元所用各种元器件的种类数。

则ｉ单元的平均无故障工作时间为：
（ＭＴＢＦ）ｆ＿｛一（／Ｊ、时）（２）
～
整个系统的工作失效率Ａ为所有（Ｊｊｌ个）单元失效率之和：
Ａ－；～（３）则系统的平均无故障工作时间为：
ＭＴＢＦ＝』一（，Ｊ、时）（４）
Ａ
通过计算硬件系统中各类元器件的失效率．就可以预先估计出平均无故障工作时间（ＭＴＢＦ）。

并以此为依据指导元器件的选型和硬件设计。

２．４可靠性设计实现
为了保证此硬件系统的可靠性．在设计上采取了以下措施。

ａ１电路模块化设计
选用了高可靠、低失效率的元器件。

并不等于组装起来的产品就是高可靠．还必须在电路设计上给
予保证。

在满足技术要求的前提下．系统在设计中应
嵌入式软硬件系统的可靠性设计
作者：张明， 刘志宏， 方伟奇， ZHANG Ming， LIU Zhi-hong， FANG Wei-qi
作者单位：西安电子工程研究所,陕西,西安,710100
刊名：
电子产品可靠性与环境试验
英文刊名：ELECTRONIC PRODUCT RELIABILITY AND ENVIRONMENTAL TESTING
年，卷(期)：2010,28(5)
被引用次数：1次
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