电子系统可靠性设计-第8章嵌入式系统软件的可靠性设计.pptx

第5章嵌入式系统软件的可靠性设计; 5.1 软件的可靠性 一、软件故障 1、软件故障的定义：; 2）软件错误和时间的关系：无关 硬件元器件的可靠性和时间的关系：成浴盆曲线 软件的错误不会随时间的推移而消失 3）软件错误改正后：永不出现 硬件的元器件：更换后，还有失效的可能 4）软件故障完全来源于设计，与生产、操作无关 硬件故障： 和设计、生产、操作都有关，其可靠性可以预估 相同的软件：不同水平的设计者去开发，可靠性??一样。 软件故障：对设计者有更大的依赖性 多数是由算法、逻辑的错误引起; 5）软件不存在耗损和老化 软件故障和外部环境无关 软件存储媒质的故障：硬盘、光盘、U盘是硬件故障 6）软件故障有更大的隐蔽性 通过测试发现隐藏的错误 软件的测试非常困难：由于软件的复杂性、多种不同的条件、多种不同的路径 没有执行到有故障的那部分软件：故障不会表现出来 7）不同故障出现的概率不一样 出现频率高的故障：占软件故障的绝大部分 出现频率低的故障：占软件故障的很小一部分;8）软件故障的随机性 软件开发的每一步如果有错，都会使最终的软件出现故障 故障出现是随机的，无法预测 硬件系统的故障：可以预先知道故障可能性的大小 例如：电源是故障多发点 9）软件故障的可传播性 软件运行到有错误的地方：产生错误的数据、状态 这些错误的数据、状态会引起软件的其它部分产生错误的状态、数据;二、软件可靠性指标 1、可靠度 定义：在规定条件下、在规定的时间内，软件无故障运行的概率 例如：某软件在10h内运行了100次，96次运行正常，则该软件10h的可靠度为0.96 表示符号：R（t） 2、平均故障间隔时间MTBF 故障率：λ；平均故障间隔时间：MTBF=1/ λ 上个例子:; 3、利用率 软件的平均维修时间为MTTR， 软件的利用率为：;三、软件错误的来源 主要由设计错误、疏忽、考虑不周等造成 1、没有认真进行需求调查 没有弄清楚用户的要求； 没有理解用户的要求； 用户提出的要求不完整、有疏漏、有矛盾、有错误 用户需求是设计软件的依据、出发点 一定要彻底了解用户的要求，逐字逐句推敲 实地考察，沟通和讨论 设计者在软件开发时，要和用户经常沟通，理解上完全一致;2、方案中有错误 当用户需求充分了解后，进行软件的总体方案设计 总体方案： 实现用户需求的软件结构； 实现用户需求中涉及的数据结构； 系统软件和用户软件的关系： 主程序、子程序、中断处理程序的结构、功能、接口 方案是软件编程的前提;3、采用不合适的编程语言 每种编程语言都有一定的针对性 嵌入式系统的软件：使用C语言 数据库管理软件：使用数据库语言，例如Visual Foxpro 网络软件：JAVA ; 5、性能错误 指设计的软件性能和用户的需求相差太大，不能满足用户的要求 例如：软件的响应时间、执行时间、控制系统的精度等 例如： 计算机的语音识别，尽管识别率满足要求，但是识别时间不能太长，如果需要几分钟进行识别，无法应用 嵌入式系统发生故障时： 需要立即做出响应，自动保护和报警 如果响应时间过长：会发生严重的后果; 6、中断出错 电子系统的实时响应事件：使用中断 如果有多个中断： 必须处理好中断的先后顺序， 防止两个或多个中断相互冲突 容易产生小概率事件 注意中断嵌套 中断服务处理程序需要花费时间，会造成误差的积累; 7、人为因素 程序设计人员的素质：直接影响软件的质量 要求程序设计人员： 具有丰富基础知识、软件编程能力， 能够熟练使用C语言， 具有较好的数据结构、程序设计方法的知识 能够熟练对软件查错、测试 具备良好的工作态度、 优秀的工作作风 不能粗心大意、不负责任、马马虎虎; 5.2 软件工程与管理 软件故障： 在很大程度上取决于设计者、