嵌入式系統(tǒng)軟硬件可靠性設計

嵌入式系統(tǒng)軟硬件可靠性設計(Kenny)課程介紹：

    嵌入式系統(tǒng)可靠性設計，比拼的不是誰的設計更高明，而是誰的設計更少犯錯誤，而且因為軟、硬件的專業(yè)背景差異，兩個專業(yè)設計師之間的不了解，也會導致接口部分容易出現(xiàn)一些可靠性問題。
    本課程采用逆向思維方式，從嵌入式系統(tǒng)設計的負面問題角度入手，總結(jié)剖析了嵌入式設計師易犯的錯誤點和接口部分的問題點，以期在設計中能提前加以預防。漏洞堵住了，跑冒滴漏自然不再發(fā)生。

講師介紹
Kenny 武老師：
    電子工程碩士，研究領域：電子產(chǎn)品系統(tǒng)可靠性設計與測試技術。
曾任航天二院總體設計所主任設計師、高級項目經(jīng)理，機電制造企業(yè)研發(fā)總監(jiān)、事業(yè)部總監(jiān)，北京市級優(yōu)秀青年工程師，科協(xié)委員。
    有電子產(chǎn)品、軍工、通信等專業(yè)方向的設計、測評和技術管理經(jīng)歷，對產(chǎn)品系統(tǒng)設計、可靠性設計、技術管理有較深入研究，曾在學術會議及多家技術刊物發(fā)表專業(yè)文章。
    曾為比亞迪、中電30所、29所、北京華峰測控、北京航天長峰、普析通用儀器、航天二院23所、航天五院、株洲車輛研究所、北大青鳥環(huán)宇、惠州德賽、陜西華經(jīng)微電子、西安工業(yè)集團公司、松下電工、航盛電子等企業(yè)提供專業(yè)技術和技術管理輔導、培訓和咨詢。
    較擅長于將高深的理論知識轉(zhuǎn)化為符合企業(yè)技術和經(jīng)營特性的可操作實踐方法

課程大綱：

第一部分：嵌入式系統(tǒng)及硬件可靠性設計

第一章：可靠性設計基礎
1.1、可靠性定義
1.2、環(huán)境應力分析
1.3、人機交互分析
1.4、關聯(lián)設備互動分析
1.5、過渡過程應力
1.6、負載波動分析
1.7、單一故障分析
1.8、可靠性預計分析
1.9、判據(jù)標準
1.10 電子、機電一體化設備的可靠性模型；
1.11 系統(tǒng)失效率的影響要素；

第二章：可靠性設計規(guī)范
2.1 降額設計規(guī)范
    降額等級、降額注意事項、降額因子降額參數(shù)的確定方法
2.2 電路熱設計規(guī)范
強制風冷、傳導散熱的熱設計計算及熱設計工藝規(guī)范
2.3 電路安全性設計規(guī)范；
電路安全容錯性機制、SFC分析、SFC下輸出保證可靠的判據(jù)和解決方法…
2.4 EMC設計規(guī)范
電壓容限控制、常用器件的高頻等效特性、信號分析、布線、阻抗匹配、屏蔽、
濾波、接地…
2.5 PCB設計規(guī)范
板卡級的布線、布局工藝

第三章：器件失效規(guī)律與分析方法
3.1 持續(xù)性應力與浪涌應力的區(qū)別
3.2 電壓應力與電流應力的故障現(xiàn)象區(qū)別
3.3 MSD與機械應力損傷的特征、成因、解決措施
3.4 基于端口特性阻抗曲線的失效測試分析方法
3.5 常用器件失效機理、失效特征、應對措施

第二部分：嵌入式系統(tǒng)器件選型與工程計算

第一章：工程計算基礎
1.1 容差分析方法
1.2拉氏變換的物理含義與電路設計應用
1.3 微積分與電路設計的應用
1.4 概率論數(shù)理統(tǒng)計提升電子產(chǎn)品質(zhì)量的應用方法
1.5 基礎代數(shù)的電路設計工程計算應用（代數(shù)、三角函數(shù)、解析幾何）
1.6 datasheet參數(shù)解讀及對電路性能的影響

第二章：工程計算與器件選型
2.1 電源模塊設計與選型計算
電感電容選型計算
2.2 電源輸入端口器件選型計算
保險絲、NTC電阻、TVS/壓敏電阻、儲能電容、接插件、二極管的選型計算
2.3 信號輸入/輸出端口的匹配器件計算選型
上拉/下拉電阻、限流/分壓電阻、阻抗匹配電阻、磁珠、退耦電容的選型計算
2.4 放大電路設計計算
運放參數(shù)和選型、精度分配計算、阻抗匹配計算
2.5 安全防護設計
電容的固有特性與寄生參數(shù)
退耦電容、儲能電容、安規(guī)電容、隔直電容、濾波電容的選型計算
信號端口壓敏電阻、TVS、氣體放電管選型計算
2.6 熱設計
整機散熱計算
散熱片、風扇、半導體致冷片散熱選型計算
2.7 光電器件選型計算
光耦、發(fā)光二極管、數(shù)碼管選型計算
2.8 驅(qū)動電路設計
二極管和三極管特性
三極管、二極管選型計算
開關器件
2.9 濾波器件選型計算
濾波器件特性
濾波電路設計計算
濾波器、濾波電容、磁珠磁環(huán)、電感選型計算
2.10 PCB布線布局設計
SI設計估算
2.11 數(shù)字IC器件選型計算
數(shù)字IC特性（結(jié)溫、響應時間、帶載能力、溫漂、閾值、時序要求）
MCU、存儲類器件、邏輯器件的選型計算

第三部分：嵌入式軟件可靠性設計

1  嵌入式軟件可靠性基礎
定義軟件可靠性定義
軟件可靠性的度量與評估
軟件與電子的失效率特性區(qū)別
影響嵌入式軟件可靠性的因素
嵌入式軟件歸檔及配置管理過程控制注意事項
嵌入式軟件可靠性系統(tǒng)分析方法與軟件DFMEA的運用
2  編譯器問題嵌入式軟件可靠性的影響
3  代碼編程規(guī)范對嵌入式軟件可靠性的影響
語句通用設計規(guī)范
冗余設計
睡眠設置抗干擾
軟件、結(jié)構(gòu)、電路相結(jié)合的電磁兼容解決方法
軟件架構(gòu)的設計方法
安全性內(nèi)核
設計更改規(guī)則
防跑飛的軟件陷阱
圈復雜度與軟件測試
4 與硬件接口問題對嵌入式軟件可靠性的作用和影響
時間受控
空間受控
IO吞吐能力
執(zhí)行時間
串并聯(lián)接法導致的信號波動
數(shù)據(jù)傳輸速率限制
上電時序引起的硬件故障及軟件初始化對策
死機的機理及對策
顯示處理措施
SFC下，輸出保證安全
5 變量與存儲問題成因與防護
防止過程中存儲被刷
塊存儲特性
備份技巧
寄存器防刷處理
強數(shù)據(jù)類型
存儲成功提示
6 人機接口問題與防護
對人工誤操作的防護措施
參數(shù)設置控制策略
界面數(shù)據(jù)設置和布局方法
界面設計規(guī)范
7 報警
報警分類設置
報警編程處理
報警頻率、聲音、占空比要求
8 軟件測試
單元測試方法與系統(tǒng)測試的區(qū)別
測試工具與人工測試
測試職責與測試分工
基于SFC的接口測試
全覆蓋測試（路徑覆蓋與數(shù)據(jù)覆蓋）
一致性測試，通過軟件測試發(fā)現(xiàn)硬件隱患
人機接口測試
9 嵌入式軟件功能安全設計
軟件安全功能的要求
軟件結(jié)構(gòu)的要求與措施
詳細設計和開發(fā)要求
代碼實現(xiàn)要求與措施
軟件模塊測試要求
軟件集成測試的要求
功能安全評估方法
10  總結(jié)：嵌入式軟件可靠性設計規(guī)范

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