嵌入式系統工程化設計7——計算機可靠性設計
原創·林超100
前一講高可靠性是嵌入式系統的關鍵設計因素，但是講到的內容是普適性的，對任何帶電子設備的設備都需要，但是針對資訊處理和控制的嵌入式計算機設計，提高可靠性有那些方面工程化要求？設計要注意那些方面？
下面按照兩個方面來介紹，一，把嵌入式計算機簡化到最簡化模型，看看需要注意那些方面，二，面對嵌入式系統處理復雜資訊處和控制情況下，還需要注意那些方面，
一、嵌入式計算機可以簡化看成包括：處理器，存盤單元，全域作業基礎網路（供電、時鐘、復位），介面和通信，
1,全域作業基礎網路設計：三種網路是計算機可靠作業的基本保障，
電源供電把外部供電，變換成為計算機內部需要的電源，有時候需要多種電源，比如介面電源，核心電源，模擬電路使用電源等，每種電源需要的質量不一樣，主要是轉換效率，紋波，電壓，負載穩定度，抗干擾（浪涌，欠壓，轉換）等等，考慮其他相關網路相后，還會產生新的要求，比如建立時間，隔離，電源完整性，電源掉電保持和報警等，
電源轉換效率除了影響耗電外，更重要的是耗散功率講以熱量散發，講影響嵌入式系統長時間可靠性，
電壓和紋波會影響時序及其他電路的穩定性，
負載穩定性會間接影響電壓和紋波，抗干擾主要是防止受到一次電源特性影響二次電源，電源完整性主要是因為微處理器使用電源電壓較低，需要電流大，導致電網容易波動，需要足夠去偶電容減少數字電路開關引發的電網波動，才能確保低電壓數字電路（處理器，存盤器）穩定作業，電源完整性沒有驗證記錄應該做好仿真計算，
隔離主要是由于防止一路電源通過地線影響另外一路電源，對于數模混合及存在大功率控制的產品最好做到隔離，
掉電報警和電源保持，對于有資料完整性要求或掉電前安排系統安全模式的系統，提前通知掉電，并保持到完成安全模式非常重要，
復位、時鐘和電源都相關的是計算機啟動和關閉的穩定性問題，計算機啟動故障屬于常見故障，因為上電時刻電源不穩定，時鐘也不穩定，這時復位信號應該保持有效，否則處理器內部狀態和鎖相環會處于例外狀態，有人系統啟動出現問題，可以通過再次復位或上下電解決，大部分嵌入式計算機沒有人參與，啟動失效就是重要故障，同時多個電源供電的處理器上電也有電源供電順序要求，因此上電時刻，確保等到電源和時鐘穩定特別重要，
全域時鐘主要是穩定度有要求，因為很多通信介面都采用串行通信方式，對穩定度和抖動要求越來越高，穩定度用ppm定義，抖動用時間pS定義，時鐘穩定性主要影響計算機定時和通信介面穩定性，千萬不要小看時鐘，稍不注意就會帶來意想不到的系統故障，
對于復位電路很多剛剛畢業大學生還停留在采用電阻電容二極管設計的電路，這是很大的誤導，這樣的設計在電源復雜的環境，非常不可靠，
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