全新的嵌入式电子信息系统可靠度优化

来源：核心期刊咨询网时间：12

摘要：嵌入式系统作为单片机的升级版是当今研究的热门领域, 在电子设备研发已趋于稳定的今天, 嵌入式系统的应用范围也更加广泛, 嵌入式系统所依托的软硬件技术得到了快速发展，论文探讨了嵌入式电子信息系统可靠度问题，分析了可靠度优化模型。 关键词：电子工程师

　　嵌入式系统作为单片机的升级版是当今研究的热门领域, 在电子设备研发已趋于稳定的今天, 嵌入式系统的应用范围也更加广泛, 嵌入式系统所依托的软硬件技术得到了快速发展，论文探讨了嵌入式电子信息系统可靠度问题，分析了可靠度优化模型。

　　关键词：电子工程师论文,嵌入式;电子信息系统;可靠性

　　嵌入式系统一直以来都是单片机方面的研究热点，在电子设备的研究发展速度不断加快的当下，嵌入式系统在各个行业中的应用都在不断普及和深入，嵌入式系统所借助的硬件、软件技术得到了显著的提升，系统的研发过程也向着复杂化的方向发展。嵌入式系统和电子信息系统相结合在许多行业中都有着无法替代的作用，也正是因为应用的普及性，嵌入式系统的稳定性、可靠度也成为了研究重点。

　　1嵌入式电子信息系统可靠度问题

　　嵌入式电子信息系统的组成结构主要涉及应用程序、操作系统、处理单元、闪存、SRAM、串行端口、以太控制、电源以及复位[1]。嵌入式电子信息系统的可靠度影响因素主要在于硬件方面，硬件的组成具备多元化的特征，其中部分小的系统当中只有1KB的数据储存空间以及16KB的程序空间。大系统普遍是根据特定的目标而决定，一般FLASHMEMORY可以达到32MB，SRAM可以达到128MB。在实时性方面需求较高的系统普遍需要具备1GHz的工作频率以及64位的处理器，其他的硬件性能也会根据系统本身的稳定性而决定[2]。

　　嵌入式电子信息系统和计算机系统不同，其并不是借助硬盘实现信息的储存，大多数都是应用EEPROM、EPROM或者闪存实现信息的储存，嵌入式电子信息系统的计算一般是借助操作系统和应用程序实现，其需要对计算过程中的硬件差异发挥补充性作用，为了保障应用程序的系统接口一致性，完成内存的管理以及任务的调度性控制，但是硬件方面的不兼容、软件方面的不稳定都会导致嵌入式电子信息系统可靠度的下降。因为嵌入式电子信息系统本身自带的ROM容量并不大，系统的应用程序必须在EOS的基础上才可以完成，但是嵌入式电子信息系统本身并没有开发性的能力，所以应用有必要开发一整套关于工具与环境的性能，这也是导致嵌入式电子信息系统可靠度下降的主要原因[3]。

　　综上所述，导致嵌入式电子信息系统可靠度下降的主要原因在于三个方面。(1)硬件方面的不稳定性。硬件方面的环境不稳定是导致整个嵌入式电子信息系统操作系统、应用程序方面不稳定的主要原因，不同的应用程序在硬件环境方面的要求并不相同，但是硬件环境的多元化必然会影响系统本身的可靠度。(2)嵌入式电子信息系统的不稳定性。嵌入式系统的任务调度以及任务控制等关键性的功能都是由操作系统来实现，嵌入式的芯片本身具备可配置、和高层信息交互紧密、相对稳定以及内核精简等特征，但是系统本身的兼容特征和芯片的性能之间存在一定的冲突性，这也是导致可靠度下降的主要原因。(3)系统中应用程序的不稳定性。虽然操作系统当中可以提供较为完善的嵌入式运行环境，但是操作系统本身也需要借助程序编辑来实现，这一种编辑过程中的环境差异也会导致系统的可靠度下降。

　　2嵌入式电子信息系统可靠度优化模型

　　针对嵌入式电子信息系统可靠度影响因素，对于系统可靠度的优化改进方案而言，需要针对不同的环境解决关键性的几个问题。下面主要以嵌入式电子信息系统的故障密度函数、失效率、平均寿命为主对可靠度的优化进行模型建设，从而实现系统可靠度优化的目标。

　　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，图1为嵌入式电子信息系统失效率的分析[5]。通过图1可以明确，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平均寿命的优化

　　系统的平均寿命是评价嵌入式电子信息系统可靠度的关键性因素之一，假设嵌入式电子信息系统的运行属于一个随机过程，并以正态方式分布，获取状态集，然后对应相应的随机变量，并获得相应的约束条件，之后根据约束条件获得系统运行时间与平均寿命的关系，从而针对性进行优化。

　　3结语

　　综上所述，本文简单分析了一种全新的嵌入式电子信息系统的可靠度优化方式，并借助对嵌入式电子信息系统的工作原理分析，对系统故障密度的函数、失效率、可用度以及使用寿命四个方面的指标进行了针对性优化，并借助和传统方式的对比提出关于可靠度优化的方案，促使嵌入式系统的使用寿命、效率以及可靠度等实现一定程度的提升，具备一定的实践价值，值得推广。

　　参考文献

　　[1]闫薇.嵌入式舰船电子信息系统的可靠度优化方法[J].科技通报,2017,33(4):176-180.

　　[2]李洪亮,吴琼.嵌入式网络电子信息系统鲁棒性优化计算方法[J].计算机仿真,2016,33(8):264-267.

　　[3]汪兰英.船载电子信息系统的计算机网络安全可靠性分析[J].舰船科学技术,2016,23(9x):37-39.

　　[4]毛明,刘勇,胡建军.坦克装甲车辆综合电子信息系统的总体设计研究[J].兵工学报,2017,38(6):1192-1202.

　　[5]何立民.嵌入式系统的可靠性与安全性设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2016,16(5):77-79.

　　作者：王乐胥 单位：济南大学

　　推荐阅读：《中国有线电视》原名《有线电视》(月刊)，创办于1993年10月。是由教育部主管，西安交通大学主办。是面向国内外公开发行的有线电视科技期刊。

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