嵌入式電子信息系統可靠度優化

劉小雷

與傳統的單片機相較而言，嵌入式電子信息系統的運行效率和運行可靠性更高，我國開始大量的對這一系統進行分析。新型的電子設備的研發已經形成了非常穩定的環境，而且方向也正確，在很多領域都開始使用嵌入式電子信息系統。嵌入式電子信息系統在開發的環節中，相關的流程更加復雜，而且需要硬件和軟件設施，其在交通運輸、航天航空等領域得到廣泛應用，并且發揮著核心作用。因此，提升嵌入式電子信息系統的可靠性成為必然。在嵌入式電子信息系統使用的環節中，在相關理論的支撐下，實踐環節還存在局限性。嵌入式電子信息系統的可靠性還不能完全保障，引起了專家的關注。本文分析嵌入式電子信息系統可靠性的影響因素，并提出優化方式。

一、嵌入式電子信息系統的可靠度問題

嵌入式電子信息系統主要是由應用程序、處理單元、操作系統、電源和復位等構成，由于系統的硬件類型非常多，很多系統微小，只有1KB的存儲空間，程序空間也非常有限。大系統的設計一般會結合特定的操作進行，SRAM可以達到128MB。在系統應用中，提出了實時性要求，需要系統的工作頻率非常高，并且采用64位處理器，其他的硬件性能要結合系統本身進行分析。嵌入式電子信息系統與傳統的計算機系統存在很大的差別，在信息存儲中并不是采用硬盤的形式，一般都是采用EPROM進行存儲，這是一種常見的閃存信息的方式。嵌入式電子信息系統的計算一般是在應用程序中完成，而且結合各類硬件進行計算輔助，要確保應用程序和系統的接口相同，對內存進行管理，還要完善數據的調度和控制。系統的硬件具有不兼容的特征，軟件方面也存在不穩定的情況，導致嵌入式電子信息系統的可靠性不高。嵌入式電子信息系統的儲存容量非常有限，在應用程序使用環節中，需要借助EOS，但是嵌入式電子信息系統的使用要結合具體的環境，導致系統在使用中可靠性不高。

二、影響嵌入式電子信息系統可靠度的因素

如今，嵌入式電子信息系統技術已經比較完善，而且很多行業都開始使用這項技術，嵌入式電子信息系統中的功能也實現了多元化發展，而且系統的開發規模也越來越大。然而，在嵌入式電子信息系統技術發展的同時，其故障率也在上升，并且出現了一些局限性。在嵌入式電子信息系統使用中，各類硬件設施對其可靠度產生決定性影響。一套完整的嵌入式電子信息系統有多個硬件設備構成，隨機靜態存儲量非常大，閃存規模也在提升。不同的行業對嵌入式電子信息系統的應用要求提出了不同的建議，在很多行業中，要求系統具有實時性特征。

在計算機使用中，硬盤負責讀取信息，嵌入式電子信息系統和計算機讀取信息的方式存在很大的差異。在嵌入式電子信息系統中，通過閃存的方式讀取信息。系統的計算結構結合了操作系統和引用程序。在嵌入式系統中，二者可以將統一的接口提供給應用程序，從而解決硬件功能的差異性。在具體的運行中，相關的流程非常復雜，如果軟件的穩定性差，或者硬件的兼容性差，都會導致系統的可靠性降低。嵌入式電子信息系統的應用程序運行需要借助EOS，但是配置中的容量不足，導致系統在應用中的可靠性降低。

現在，嵌入式電子信息系統在實際的運行中，其可靠性差，主要是由于系統在運行中沒有一個可靠的運行環境作為依托。在嵌入式電子信息系統中，運行應用程序和操作系統構成了系統運行的硬件環境，由于系統的應用程序之間的差異非常大，硬件環境的差異也非常大，硬件環境呈現出復雜性。嵌入式電子信息系統缺乏穩定的操作系統，在系統運行中，要對相關的應用進行管理，完成任務。然而，操作系統不完善，導致系統的主要功能不能有效的使用。很多嵌入式的芯片與系統不存在兼容性，導致系統運行的可靠性差。嵌入式電子信息系統的應用程序存在局限性，導致系統的結構不完整，編程環境變化大，給系統運行的穩定性產生一定的影響。

三、嵌入式電子信息系統可靠度優化模型

結合嵌入式電子信息系統可靠性影響因素的分析，提出優化方案。

（一）密度函數的優化

故障密度指的是嵌入式系統故障發生的概率，導致故障發生的風險等，因此，故障密度是一類可以約束的條件，通過對系統硬件的分析，對系統運行中故障發生的頻率進行計算，獲取故障約束函數，通過積分半解分析的方式，可以對系統故障密度進行完善，降低故障的發生率。

（二）失效率的優化

嵌入式電子信息系統的失效率主要是系統在運行中，某個時段會發生失效，系統在運行一段時間后，又能處于正常的運行狀態。嵌入式電子信息系統運行中，早日失效率非常高，在對內部系統進行調整后，可以降低失效率。在失效期內系統發生的故障率明顯提升，突發性過載會導致系統失效產生。特定的失效期一般是系統內部零件老化導致，系統使用時間過長，零部件已經產生了磨損和耗損。

（三）平均壽命優化

系統的平均壽命可以對嵌入式電子信息系統的可靠性進行評價，如果嵌入式電子信息系統運行處于隨機狀態，并且呈現正態式分布的環節，在狀態集獲取后，就能將變量改變，獲得約束條件。結合約束條件，可以對系統的運行時間和平均壽命之間的關系進行分析，從而進行有針對性的壽命優化。

四、完善嵌入式電子信息系統可靠性的措施

（一）優化系統的框架設計

嵌入式電子信息系統本身具有高度的穩定性，但是系統框架設計比較繁瑣，降低了可靠性。系統框架的復雜性，導致很多元件沒有實際的功能。嵌入式電子信息系統中，框架設計的繁瑣性是降低系統可靠性的最大因素。在繁瑣的框架中，只要出現一點問題，就會導致整個系統都不能穩定的運行。在系統框架設計環節中，要簡化系統框架的內容，從而提升系統運行的可靠性。在嵌入式系統中，繁瑣的框架只會適得其反。要花費最少的時間和最低的成本，提升嵌入式電子信息系統的穩定性。在嵌入式電子信息系統中，簡單的框架可以在系統升級中保持可靠性，也不會對其他模塊的功能產生任何的影響。在設計中，應該結合系統應用的實際情況，設計合理的方案，提升嵌入式電子信息系統的穩定性。

（二）對系統進行嚴格測試

人類思維存在不全面的地方，無論思維多么精密的程序員都不能保證自己的設計完美。系統本身存在的漏洞會影響其運行的可靠性，要想防止這些漏洞對系統的運行產生影響，就要在程序設計中謹慎分析，對系統進行逐一檢查。僅僅依靠設計分析和隱患的排查還是不夠的，在系統完成設計后，應該進行嚴密的設計。在嵌入式電子信息系統設計完成后，應該先進行功能的測試。測試內容不僅僅包括程序員的測試，還要讓第三方進行客觀的測試。在測試過程中發現漏洞要及時修正，如果發現漏洞重復出現，要進行二次測試。在嵌入式電子信息系統測試中，要進行反復測試，直到漏洞不再出現才能結束測試。只有測試通過后，系統的前期開發階段才算完成，系統才能在市場上推廣。在測試中，要對重點環節反復強調，結合使用環境，在不同環境下進行測試，及時修復漏洞。

（三）實時監控系統的使用

在完成了對嵌入式電子信息系統的測試后，可以選擇一些客戶對系統進行試用。進行全面的外部測試。在外部測試完成后，如果沒有發現問題，嵌入式電子信息系統可以在市場上大量使用。再全面的測試也只能排除部分漏洞，不能確保所有的漏洞都被排除。在系統運行后，由于用戶使用的環境存在很大的差別，他們使用的方法也大相徑庭，導致用戶在系統使用中會發現一些測試中沒有發現的問題。在系統的應用中，一些不易察覺的漏洞會給企業帶來致命的影響，用戶在嵌入式電子信息系統使用中，當發現系統存在不穩定性，應該第一時間處理。在系統處理中，找出系統漏洞產生的原因，做好記錄工作，防止漏洞反復出現。在嵌入式電子信息系統英語中，提升系統的可靠性是一項長期工作，即使系統長時間沒有出現漏洞，也不代表系統今后就不會出現漏洞。越是隱蔽的漏洞，對系統產生的危害越大。

（四）將系統的開發和運營交給技術人員

在系統開發環節中，專業的開發團隊可以更好的完成開發工作。嵌入式電子信息系統的開發涉及到很多專業知識，專業的嵌入式電子信息系統團隊在長期的實踐中積累了大量的經驗，他們在規定的時間內可以開發出高質量的系統。專業的系統開發人員對自己的行業非常了解，可以提升嵌入式電子信息系統的可靠性，確保開發的嵌入式電子信息系統的漏洞較少。對于那些經驗欠缺的系統開發人員，可以不斷的鍛煉和提升，不斷的成長，多向經驗豐富的程序開發人員學習，從而促進系統的開發工作。

五、結語

如今，科學技術發展速度非常快，傳統的單片機被嵌入式信息系統所吞沒。嵌入式電子信息系統在可靠性層面上還存在一定的隱患，本文分析了系統可靠性隱患產生的因素，結合具體的模型的分析，提升系統的可靠度，完善了系統的測試，使得系統在各行各業得到大力的推廣。