嵌入式軟件可靠性與功能安全性設計
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【課程概要】
嵌入(ru)式軟(ruan)件(jian)的(de)(de)可靠(kao)性由兩部分保證,50%的(de)(de)工(gong)程(cheng)化開發(fa)設計(ji)技術,50%的(de)(de)工(gong)程(cheng)化開發(fa)管理控(kong)制。開發(fa)技術的(de)(de)內容是嵌入(ru)式軟(ruan)件(jian)可靠(kao)性設計(ji)的(de)(de)規范(fan)，開發(fa)控(kong)制的(de)(de)內容則由測試和過(guo)程(cheng)管理共同完成。
嵌入式軟件不同(tong)于管理系統類(lei)的(de)上位(wei)機軟件，它與(yu)硬件的(de)相互作用更為緊密，與(yu)電路部分(fen)會產生(sheng)更多更強的(de)相互作用和影響。
因此(ci)，無論是設計規(gui)范，測試技術，還是開(kai)發過(guo)程管理方面(mian)，都(dou)有與硬(ying)件開(kai)發、系(xi)統軟件開(kai)發不同的很多地方。重點體現在(zai)軟硬(ying)接口(kou)、代(dai)碼(ma)架構、變(bian)量和存儲(chu)、人(ren)機接口(kou)、編譯器(qi)、文檔、測試方法等幾(ji)個方面(mian)。
基于以上特點，本(ben)課程從嵌(qian)入式(shi)軟(ruan)(ruan)件(jian)的系(xi)統設(she)(she)(she)計(ji)、需求分析、接口、模塊、變量控制、軟(ruan)(ruan)件(jian)測(ce)試(shi)、安全性分析、硬件(jian)匹配設(she)(she)(she)計(ji)、測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)的選擇、測(ce)試(shi)用例的設(she)(she)(she)計(ji)、測(ce)試(shi)內容等(deng)進行了總結講授。
在交通設施、電梯等行業，功能(neng)安全(quan)認證(zheng)（SIL或ASIL）的推行，也要(yao)求嵌(qian)入式軟(ruan)件(jian)部(bu)分有一些(xie)特定的設計內容(rong)(rong)，這(zhe)些(xie)內容(rong)(rong)規范的要(yao)求，是為(wei)了保證(zheng)產(chan)品(pin)運行中(zhong)不至于因為(wei)產(chan)品(pin)的任何可能(neng)潛(qian)在問題而導致乘客(ke)、操作者、設備的安全(quan)隱患。作為(wei)可靠性要(yao)求的一部(bu)分內容(rong)(rong)，本(ben)課程單(dan)獨為(wei)此(ci)設計了一個章(zhang)節(jie)。
【培訓對象】
嵌入式軟(ruan)件(jian)工程師員、項目(mu)經理(li)、產品(pin)經理(li)、軟(ruan)件(jian)測(ce)試工程師、軟(ruan)件(jian)質量(liang)保(bao)證工程師、可靠性工程師、質量(liang)體系管理(li)人員。
【培訓收益】
- 掌握嵌入式軟件可靠性工程的設計要點
【課程大綱】（12小時）
1.嵌入式軟件可靠性基礎
1.1.定義軟件可靠性定義
1.2.軟件可靠性的度量與評估
1.3.軟件與電子的失效率特性區別
1.4.影響嵌入式軟件可靠性的因素
1.5.嵌入式軟件歸檔及配置管理過程控制注意事項
1.6.嵌入式(shi)軟(ruan)件(jian)(jian)可(ke)靠性(xing)系統分析方法與軟(ruan)件(jian)(jian)DFMEA的運用(yong)
2.編譯器問題嵌入式軟件可靠性的影響
3.代碼編程規范對嵌入式軟件可靠性的影響
3.1.語句通用設計規范
3.2.冗余設計
3.3.睡眠設置抗干擾
3.4.軟件、結構、電路相結合的電磁兼容解決方法
3.5.軟件架構的設計方法
3.6.安全性內核
3.7.設計更改規則
3.8.防跑飛的軟件陷阱
3.9.圈復雜度與(yu)軟(ruan)件測試
4.與硬件接口問題對嵌入式軟件可靠性的作用和影響
4.1.時間受控
4.2.空間受控
4.3.IO吞吐能力
4.4.執行時間
4.5.串并聯接法導致的信號波動
4.6.數據傳輸速率限制
4.7.上電時序引起的硬件故障及軟件初始化對策
4.8.死機的機理及對策
4.9.顯示處理措施
4.10.SFC下，輸出保(bao)證(zheng)安(an)全
5.變量與存儲問題成因與防護
5.1.防止過程中存儲被刷
5.2.塊存儲特性
5.3.備份技巧
5.4.寄存器防刷處理
5.5.強數據類型
5.6.存儲成功提示
6.人機接口問題與防護
6.1.對人工誤操作的防護措施
6.2.參數設置控制策略
6.3.界面數據設置和布局方法
6.4.界面設計(ji)規范(fan)
7.報警
7.1.報警分類設置
7.2.報警編程處理
7.3.報(bao)警(jing)頻率、聲(sheng)音、占空比要(yao)求
8.軟件測試
8.1.單元測試方法與系統測試的區別
8.2.測試工具與人工測試
8.3.測試職責與測試分工
8.4.基于SFC的接口測試
8.5.全覆蓋測試（路徑覆蓋與數據覆蓋）
8.6.一致性測試，通過軟件測試發現硬件隱患
8.7.人機(ji)接口測試
9.嵌入式軟件功能安全設計
9.1.軟件安全功能的要求
9.2.軟件結構的要求與措施
9.3.詳細設計和開發要求
9.4.代碼實現要求與措施
9.5.軟件模塊測試要求
9.6.軟件集成測試的要求
9.7.功能安全評(ping)估方法(fa)
10.軟件DFMEA
10.1.軟件FMEA的流程
10.2.軟件的失效率特征及FMEA注意事項
10.3.FMEA分析技術
11.總結：嵌入式軟件可靠性設計規范
講師介紹
武華卿
電子工程碩士，研究領域：電子產品可靠性技術。
曾任航天二院總體設計所主任設計師，機電制造企業研發總監、事業部總監，北京市級優秀青年工程師，科協委員。
對電子產品系統設計、可靠性設計有較深入研究，曾在學術會議及多家技術刊物發表專業文章，并出版專著《嵌入式系統可靠性設計技術與案例解析》《電路設計工程計算》。
曾為航天、中電、中科院、航空、醫療電子、通信、安防、電力電子、分析儀器、工業控制、消費類電子等多個行業上百家客戶提供電路設計可靠性審核、培訓輔導等服務。
專注于電路(lu)可靠性設(she)計、器(qi)件失(shi)效機理分析、工程(cheng)計算、技(ji)術方法(fa)論的研究(jiu)。