军用嵌入式系统的可靠性考虑因素
用时,这对数据存储的可靠性有更高的要求。为此,除了加强电源稳定性和提供掉电故障出现的软件保护外,还应引入文件系统来完成数据的存储和管理功能,以进一步增强系统可靠性。
传统嵌入式系统主要应用于控制领域,对数据存储要求不高,因此,嵌入式操作系统中的文件系统没有得到充分的重视。但随着嵌入式技术应用领域的拓展,对数据操作的灵活性和数据存储的可靠性都提出了越来越高的要求,需要开发相应的文件系统,并应在文件格式、外存管理等方面做出相应改进以适应硬件特点。
Flash存储芯片,电子盘DOC (Disk On Chip)等存储器件具有成本低廉、存储容量大、体积小、功耗低等特性,在嵌入系统中与磁盘相比具有明显的优势,已经成为使用最广泛的嵌入式系统外部存储器。然而,任何硬件都有寿命的限制,存储器件也不例外。一般的NOR型Flash每个扇区的擦写寿命在100 000~1 000 000万次之间,如果频繁擦除某一个扇区就容易造成该扇区损坏,从而导致整个存储芯片都不可用。众所周知,文件系统使用了一段时间以后就会产生大量的"存储碎片",如果存储算法不合理,就有可能使某些扇区被频繁的擦除,从而使该扇区损坏。所以,文件系统的设计应使Flash上各个扇区的擦除次数趋于平均,这对提高系统的可靠性非常必要。
2.4 人员的可靠性
嵌入式计算机系统起源于微型机,但有过很长一段单片机的独立发展道路。国内熟悉8位MCU开发的设计人员以电子工程和其他机电专业工程师为主体,这意味着精通嵌入式系统的开发人才在军内比较短缺,而且装备研制单位和军工行业更为突出。
过去设计人员往往以自己习惯性的电子技术应用模式来从事单片机的应用开发。这种模式的重要特点是缺少计算机工程设计方法,具有软、硬件的底层性和随意性。随着软、硬件技术的快速发展,嵌入式系统的开发难度和复杂程度大大增加,且开发形式、开发平台与开发语言也与以往有很大的不同,应用模式也越来越多地带有以计算机工程应用为主,同时具有网络、通信、自动化等多学科多专业交叉的特点。因而人员因素对于嵌入式系统的可靠性有着不可忽视的影响。
在嵌入式系统的工程应用中,C/C++和汇编语言是不可缺少的程序设计语言,而Java和Linux技术也越来越多地应用于嵌入式系统。这就要求原有设计人员除了要具有基于嵌入式CPU、DSP等处理芯片的电路设计和调试技能外,还应具备较好的数据结构及程序设计知识,方能胜任嵌入式系统的可靠性设计工作。
3 结束语
如今,新型武器装备的研制以及现有武器的改造都会涉及到嵌入式系统的开发与升级,军用嵌入式系统也正在向着更加智能化和网络化的趋势快速发展,由此,军事科技专家预言: "嵌入式系统将会成为振兴我国武器装备的突破口",而可靠性又是嵌入式系统的生命线,同时也是取得突破的重要保证。
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