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浅谈电子通讯设备的可靠性设计技术分析

2014-5-19 16:56| 发布者: dzly| 查看: 518| 评论: 0|原作者: 陈旭

摘要: 将提高电子通讯设备的可靠性,提升到从产品设计源头上抓起,一方面提高了产品质量,另一方面降低了开发成 本,提高了产品市场竞争力。文章针对电子设备可靠性技术内容,着重探析了保障可靠性指标的设计技术、EMC 设计技 术和软件可靠性设计技术。
  1 保障可靠性指标的设计技术
  1.1 元器件的控制
  电子元器件是电子通讯设备的重要组成部分,其性能的可靠性与电子通讯设备的可靠性直接挂钩。对电子元器件的有效控制,能确保电子元器件的可靠性,从而减少电子元器件的品种和规格,降低综合保障费用,延长电子设备使用周期,同时也使电子通讯设备的可靠性得到保障。
  1.2 降额设计技术
  电子元件或电子设备出现故障的概率和电子元件或电子设备的降额设计有关,当元器件或设备承受的工作应力适当低于其额定值,则电子元件或电子设备出现故障的概率就会降低,从而确保电子元器件或设备的可靠性,而元器件或设备承受的工作应力超出或者远远低于其额定设计则会增加电子元器件或设备的故障率,从而降低其可靠性。所以在考虑可靠性设计时,要将降额设计放在突出位置。
  1.3 精简设计技术
  简化设计就是对设备单元数目的精简且能够满足设备的功能需求的设计技术。根据可靠性模型实验证明,设备的可靠性程度与设备的单元数目有着较为密切关系。电子通讯设备单元数目越多,设备的可靠性程度越低,反之,设备单元数目越少,则会大大提升设备的可靠性程度,所以在电子通讯设备可靠性设计中应采取简化设计技术,这样一方面提高了设备可靠性,另一方还减少了电子通讯设备设计成本。
  1.4 余度设计技术
  余度就是指设备具有多套能完成给定功能的单元,采用余度设计,电子设备如果某一单元功能丧失,则会有其他单元代替,只有所有单元都丧失功能,才会导致设备功能丧失,从而提高设备可靠性。但余度设计会增加设备单元,不但增加了设备体积和重量,也使设备成本大幅提高。余度设计技术一般在采用其他设计技术无法满足电子通讯设备的可靠性需求时才会被采用。
  1.5 健壮设计技术
  健壮设计就是以客户需求为主导,采用质量功能展开(QFD)、次设计等方法精心优化设计方案,从而找到一种低成本、高稳定性的系统优化设计方案。这种设计能适应制造期间的变异以及使用环境的变异,而且对在寿命周期内的参数变化、结构老化都能适用。QFD、FMEA、A、WCCA 和DOE 等都是实现健壮设计的重要方法。[2]2 EMC 设计技术
  由于我国电子设备电磁兼容(EMC)技术研发开展比较晚,所以国内电磁兼容(EMC)技术问题日益凸显出来。随着电子设备在国内普及面越来越广,近年来我国的电磁兼容(EMC)技术取得颇为瞩目的成就,电磁兼容(EMC)技术已经形成一些比较实用有效的理论体系和实践方案。电磁兼容(EMC)技术除了有接地设计技术、屏蔽设计技术,还有滤波设计技术和瞬态抑制技术等。
  3 软件可靠性设计
  软件可靠性是电子设备的可靠性重要内容,在进行软件可靠性设计时要遵循具体化、统一化和数据可靠性原则。
  (1) 具体化。在软件设计中要遵循具体化这一原则,除了要将软件系统的需求详尽地列出来,还要对软件任务书和接口说明进行详尽的阐述。在软件任务书里面要对输入是否正确,正确和不正确输入的各自反应都要做详细的阐述。在软件开发过程中,要实现软件的透明化,及时产生必要的文档。
  在控制结构上采用单入口和单出口。
  (2)统一化。在软件系统设计中必须贯彻执行的各种标准,如采用的编程语言、内部约定和风格等都要统一规定。对于同一类系统最好只用一种版本的编程语言且每个单元可执行的源代码语句平均起来应保持在60 行以内,而最多也只能保持在200 行以内。一个模块所属的直接下级模块个数称为“扇出”数;一个模块所对应的上级模块数称为“扇入”数。模块的下级模块和下级模块个”数保持在7 个以内,最多也不能超过9 个。
  (3)数据可靠性。对软件系统设计中的各种数据予以定义,明确静态数据与动态输入数据的逻辑结构,以及动态数据和内部生成数据的逻辑结构,在明确各种数据之间的逻辑结构的同时还要规定其取值范围。为了便于修改,还应将参数、常量和标志用一些符号表示,从而方便对软件体统修改时,不会更改源程序逻辑。对于两个或多个分系统共用的数据应减少公共变量的改变,以防止模块间的副作用的产生。
  
  

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