嵌入式电子信息系统可靠度的完善措施研究

嵌入式电子信息系统可靠度的完善措施研究

郭曼妮

广东华南计算技术研究所佛山528300

摘要：在嵌入式电子信息系统运行的过程中，有很多因素都会导致其可靠性下降，进而影响系统的安全使用。面对这样的情况，本文将通过详细分析嵌入式电子信息系统的工作原理，建立起约束嵌入式电子信息系统可靠度的模型，从而使嵌入式电子信息系统的故障率降低、平均寿命延长，可靠度得到显著提高。事实证明，建立嵌入式电子信息系统可靠度约束模型，计算出最优状态下的可靠度参数．测试实验结果证明，采用提出的可靠度优化方法对嵌入式系统进行优化，系统的使用寿命、建模准确度、可用度均有一定的提高，具有一定的实用性．

关键词：嵌入式电子信息系统；可靠度；完善措施

嵌入式是单片机的升级版，同时也是目前热门的研究领域。现如今电子设备的研发已经趋于稳定，嵌入式系统的应用范围也进一步扩大，所以嵌入式系统的研发过程逐渐趋于复杂化，系统所依托的软硬件技术也在飞速发展。将电子信息系统和嵌入式结合之后，其可以广泛运用于交通控制、国防建设、航天航空以及核电能源等安全的关键领域，发挥出无法代替的作用。嵌入式系统的可靠度无法

确保的最主要原因是系统受到系统理论、开发技术及保障技术等因素的限制。正是由于这个原因，用户对于系统的可靠性便产生了很大的质疑，因此该领域受广大学者关注、亟待解决的问题即是如何提高嵌入式相关电子信息系统的可靠度。

1影响嵌入式电子系统可靠度的主要因素

在对嵌入式电子系统可靠度优化展开研究之前，应先明确影响其可靠度稳定性的主要因素，具体包括硬件环境、操作系统、应用程序。首先，嵌入式电子系统运行的实现，需要建立在稳定的硬件环境基础上的，可以为操作系统及应用程序提供平台支撑。嵌入式电子信息系统硬件组成复杂，并且如果系统所用应用程序不同时，则其所能适应的硬件环境也存在较大差异，多样性特点明显，系统较小时，其数据空间和程序空间也比较小，仅有１ｋＢ和１６ｋＢ左右，当系统较大时，其ＦＬＡＳＨＭＥＭＯＲＹ和ＳＲＡＭ则分别可以达到３２ＭＢ和１２８ＭＢ，如果系统具有较高的实时性要求，则还需要增设６４位处理器，保证其工作频率达到１ＧＨｚ。同时，系统Ｉ／Ｏ端口、外设器件、图形控制器等硬件设备，自身工作性能的是否良好，也会对系统可靠度造成影响，其次，对于嵌入式电子系统来讲，操作系统是其运行的关键所在，主要负责任务调度和控制，内嵌式芯片的重要性不言而喻。虽然内嵌式芯片内核精简、易于配置、稳定性良好，但是实际应用过程中往往出现于系统不兼容问题，影响了内嵌式芯片的工作性能，进而整个系统可靠度也会降低。再者，虽然操作系统提供了较为完整的嵌入式运行结构，但是程序编程环境却存在较大差异。同时，嵌入式系统本身自带的ＲＯＭ的容量有限，系统在执行特定任务指令使，需要依托ＥＯＳ才可完成的，但是因系统本身不具备自主开发能力，在对其进行二次开发时，需要借助专用工具，并且在特定环境下才能实现，也会引发系统可靠度不稳定问题。

2加强嵌入式电子信息系统可靠度的措施

2.1密度函数的优化

故障密度是明确嵌入式系统故障发生可能性、风险以及频率的有效措施，所以故障密度函数作为约束性的条件，可以借助嵌入式电子信息系统的硬件综述、时间段内系统发生故障的频率获得嵌入式电子信息系统最小故障密度的约束函数，并借助积分奇异性的半解析分析方式对嵌入式电子信息系统的故障密度函数实行优化分析，从而达到针对性降低故障频率与次数的目标。

2.2失效率的优化

嵌入式电子信息系统的失效率主要定义是该系统在某一个时间段内发生失效的可能性，也就是系统在工作一定时间之后在单位时间之内失效的备数和在这一时间段内仍然处于正常工作的设备数量比值，嵌入式系统的早期失效期中失效率相对较高，但是借助内部系统的调整方式可以实现一定的消除与改进效果。偶然失效期之内的系统发生故障率明显较低且稳定性更高，系统的运行稳定时期更长，在这一段时间之内系统失效的可能性较低，大多数都属于偶然性因素，如突发性的过载。特定失效期大多数属于系统使用时间过长而导致损耗性故障，所以准确判断损耗标准以及时间便可以有效降低失效率。

2.3对系统进行严格测试

人类的思维总是会出现各种各样的盲区，因而无论多磨高明的程序设计人员都不可能保证自己的设计毫无漏洞。在这样的情况下，系统本身就已经存在或多或少的影响稳定性与可靠度的隐患。想要找到并且消除这些漏洞与隐患，就必须对设计中的每一步进行仔细分析，并对系统进行细致的排查。但是单单依靠对系统的设计进行分析和排查来发现隐患还是远远不够的。在系统已经完成设计之后，就必须开始进行严格的测试。对嵌入式电子信息系统进行的测试不但应该包括系统设计完成初期设计人员自己进行的测试，在内部测试完成之后还必须进行有第三方参加的全面测试。一旦在测试的过程中发现了系统存在的漏洞或问题，就必须马上对之前的设计方案进行更改，之后再重新进行测试。如果再次发现漏洞，还必须再次重复上述步骤。对嵌入式电子信息系统的测试过程，就是这种周而复始的过程。直到系统在相当长的实践内再也检查不出新的问题和漏洞时，才可以结束测试工作。直到此时，系统的前期开发工作才可以说告一段落，可以面向市场推出。在测试过程中，严格与细致是必须进行反复强调的，以保障系统在推出之后能够稳定可靠地运行。最后，在进行测试时，必须考虑到不同的使用环境与使用方法对系统运行产生的影响，多进行一些不同使用环境下用不同的方法使用系统的测试，从而在测试中尽可能多地发现系统中存在的漏洞并且加以及时的处置。

2.4将系统的开发与运营交给专业人士

在进行系统开发工作时，专业的开发团队会比业余的开发者更快而且更好地完成任务。之所以如此，就是因为嵌入式电子信息系统的开发工作具有极强的专业性。专业的嵌入式电子信息系统开发团队已经在这个领域中积累了他人的知识与经验，与那些不够专业的系统开发人员相比已经遥遥领先。在一定的时间内，业余的系统开发人员是无法取代专业的系统开发团队的。此外，专业的系统开发团队非常了解自己所处行业的各种状况，因而在进行系统开发和测试时往往会考虑的更加全面，能够最大程度地保障嵌入式电子信息系统的稳定性与可靠度。最后，专业的开发团队会将自己之前开发其他系统时出现的各种情况当做自己的宝贵经验，并将这些宝贵的经验当做自己进行新系统开发工作的基础。在这样的情况下，新开发出来的嵌入式电子信息系统就少了很多不可预知的漏洞与隐患，保障其可靠度与稳定运行的时间和人力成本就会大幅度下降。此外，对于那些经验不足的系统开发人员，我们也应该给予其更多的锻炼机会，用更多的工作和学习机会加速其成长，从而保障系统开发人才的连续性，为新时代的系统开发工作提供源源不断的新鲜血液。

3结束语

嵌入式电子信息系统有着良好的应用前景，为充分发挥其应用价值和应用优势，便需要加大对其可靠性优化的研究力度，改进传统优化方法中的不足，提高系统可靠度及运行稳定性。在建立可靠度优化模型时，可从平均寿命、失效率、故障密度函数、可用度四方面进行考虑，通过计算得到优化模型，提高嵌入式电子信息系统可靠度。

参考文献

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