10.3 Характеристики и причины отказов рэс.

Характеристика отказов.

По степени влияния на работоспособность объекта: полные и частные.

По характеру проявления: параметрические и катастрофические.

По связи с другими отказами: зависимые и независимые.

По характеру процесса: внезапный и постепенный.

По времени существования: устойчивые, временные и перемежающиеся.

Сбой—самоустраняющийся отказ.

Перемежающийся отказ—многократно повторяющийся сбой.

Внезапный отказ—характеризуется скачкообразным изменением значения одного или нескольких параметров.

Причины отказа.

Конструктивные—существуют за счет ошибок конструктора и несовершенства принятых методов конструирования (заложены в процессе разработки конструкции).

Производственные—происходят из-за несовершенства или нарушения ТП.

Эксплутационные—возникают из-за нарушения правил эксплуатации и внешних воздействий, не оговоренных в ТЗ.

10.4 Разработка микропроцессорной системы на основе мк. Основные этапы разработки. Выбор типа мк

МПС на основе МК используются чаще всего в качестве встроенных систем для решения задач управления некот. объектом. Особенность данного применения - работа в реальном времени. Такие устройства назыв-ся контроллерами. Перед разработчиком МПС на базе МК стоит задача реализации полного цикла проектирования, начиная от разработки алгоритма функционир-ия и заканчивая комплек-сными испытаниями в составе изделия, а, возможно, и сопровождением при производстве. Методология проектирования контроллеров может быть представ-лена так, как показано на рис.

Основные этапы разработки контроллера.

В техническом задании (ТЗ) формулируются требования к контроллеру. ТЗ включает в себя набор требований, кот-й определяет, что пользователь хочет от контроллера и что разрабатываемый прибор должен делать. ТЗ может иметь вид текстового описания.

На основании требований пользователя составляется функцон спецификация, которая определяет функции, выполняемые контроллером для пользователя после завершения проектир-ия, уточняя тем самым, насколько устр-во соотв-ет предъяв-ляемым требованиям. Она включает в себя описания форматов данных на входе, и на выходе, а также внешние условия, управляющие действиями контроллера.

Этап разработки алгоритма управления наибол. ответственный, т.к. ошибки этого этапа обнаруживаются только при испытаниях законченного изделия и приводят к необходимости дорогостоящей переработки всего устройства. Разработка алгоритма сводится к выбору одного из неск-х возможных вариантов алгоритмов, отличающихся соотнош-ем объема программного обеспеч-я и аппаратных средств.

Мах использование аппаратных средств упрощает разработку и обеспечивает высокое быстродействие контроллера в целом, но сопровождается увеличением стоимости и потребляемой мощности. Увеличение доли аппаратных средств достигается либо путем выбора более сложного МК, либо путем использования специализиров-х интерфейсных схем. И то, и другое приводит к росту стоимости и энергопотребления. Увеличение удельного веса програм обеспечения позволяет сократить число элем-в контроллера и стоимость аппаратных сред-в, но это приводит к снижению быстродействия, увеличению необходимого объема внутренней памяти МК, увеличению сроков разработки и отладки программного обеспечения. Критерием выбора явл-ся возможность мах реализации заданных ф-ций программными средствами при миn аппаратных затратах и при условии обеспечения заданных показателей быстродействия и на­дежности в полном диапазоне условий экспл-ции. Часто определяющими требованиями являются возможность защи-ты инф-ции (программного кода) контроллера, необх-ть обеспечения мах продолжи-тельности работы в автономном режиме и другие. В результате выполнения этого этапа окончательно формулируются требования к параметрам используемого МК.

При выборе типа МК учитываются следующие основные характеристики: разрядность; быстродействие; набор команд и способов адресации; требования к источнику питания и потребляемая мощность в различных режимах; объем ПЗУ программ и ОЗУ данных; возможности расширения памяти программ и данных; наличие и возможности периферийных устр-в, включая средства поддержки работы в реальном времени (таймеры, процессоры событий и т.п.); возможность перепрограм-мирования в составе устр-ва; наличие и надежность ср-тв защиты внутр инф-ции; возможность поставки в различ вариантах конструктивного исполнения; стоимость в различных вариантах исполнения; наличие полной документации; наличие и доступность эффективных средств программирования и отладки МК; количество и доступность каналов поставки, возможность замены изделиями других фирм.

Для реализации возможности выбора оптимального МК необх-ма глубокая проработка алгоритма управ­ления, оценка объема исполняемой программы и числа линий сопряжения с объектом на этапе выбора МК. Допущенные на данном этапе просчеты могут впоследствии привести к необх-ти смены модели МК и повторной разводки печатной платы макета контроллера. В таких усл-ях целесообразно выполнять предварительное моделирование основных элементов прикладной программы с использованием программно-логической модели выбранного МК. При отсутствии МК, обеспечивающего требуемые по ТЗ хар-ки проектируемого контроллера, нужен возврат к этапу разработки алгоритма управления и пересмотр выбранного соотношения между объемом программного обеспечения и аппаратных средств.

На этапе разработки структуры контроллера окончательно определяется состав имеющихся и подлежащих разработке аппаратных модулей, протоколы обмена между модулями, типы разъемов. Выполняется пред­варительная проработка конструкции контроллера, определяются состав и связи программных модулей, язык программирования. На этом же этапе осущ. выбор средств проектир-ния и отладки.

Возможность перераспределения функций между аппаратными и про­граммными средствами на данном этапе существует, но она ограничена характеристиками уже выбранного МК. Необходимо иметь в виду, что современные МК выпускаются, как правило, сериями (семействами) контроллеров, совместимых программно и конструктивно, но различающихся по своим возможностям (объем памяти, набор периферийных устройств и т.д.). Это дает возможность выбора структуры контроллера с целью поиска наиболее оптимального варианта реализации.