硬件系统的可靠性设计(2)

详细讲解了在硬件系统设计过程中,如何进行可靠行的设计。系统的可靠性是由多种因素决定的,影响系统可靠、安全运行的主要因素来自于系统内部和外部的各种电气干扰,以及系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺和外部环境条件等。可靠性的高低涉及产品活动的方方面面,包括元器件采购、检验、设备设计、生产、工程安装、维护等各个环节。

目录

1 可靠性概念 ...................................................... 4

1.1 失效率 ..................................................... 4

1.2 可靠度 ..................................................... 5

1.3 不可靠度 ................................................... 6

1.4 平均无故障时间 ............................................. 6

1.5 可靠性指标间的关系 ......................................... 6

2 可靠性模型 ...................................................... 7

2.1 串联系统 ................................................... 7

2.2 并联系统 ................................................... 9

2.3 混合系统 .................................................. 11

2.4 提高可靠性的方法 .......................................... 12

3 可靠性设计方法 ................................................. 12

3.1 元器件 .................................................... 12

3.2 降额设计 .................................................. 13

3.3 冗余设计 .................................................. 14

3.4 电磁兼容设计 .............................................. 15

3.5 故障自动检测与诊断 ........................................ 15

3.6 软件可靠性技术 ............................................ 15

3.7 失效保险技术 .............................................. 15

3.8 热设计 .................................................... 16

3.9 EMC设计 .................................................. 16

3.10 可靠性指标分配原则 ...................................... 17

4 常用器件的可靠性及选择 ......................................... 19

4.1 元器件失效特性 ............................................ 19

4.2 元器件失效机理 ............................................ 21

4.3 元器件选择 ................................................ 23

4.4 电阻 ...................................................... 23

4.5 电容 ...................................................... 26

4.6 二极管 .................................................... 30

4.7 光耦合器 .................................................. 31

4.8 集成电路 .................................................. 32

5 电路设计 ....................................................... 38

5.1 电流倒灌 .................................................. 38

5.2 热插拔设计 ................................................ 40

5.3 过流保护 .................................................. 41

5.4 反射波干扰 ................................................ 42

5.5 电源干扰 .................................................. 49

5.6 静电干扰 .................................................. 51

5.7 上电复位 .................................................. 52

5.8 时钟信号的驱动 ............................................ 53

5.9 时钟信号的匹配方法 ........................................ 55

6 PCB设计........................................................ 60