課程名稱：《嵌入式系統(tǒng)軟硬件可靠性設(shè)計》

講 師：武老師

時間地點：深圳4月24-25日

主辦單位：賽盛技術(shù)

課程背景

隨著嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制、汽車電子、航空航天、醫(yī)療設(shè)備及消費(fèi)電子等關(guān)鍵領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其可靠性已成為產(chǎn)品核心競爭力的決定性因素。然而，在實際研發(fā)中，工程師們常常面臨諸多挑戰(zhàn)：硬件上，因環(huán)境應(yīng)力、器件選型不當(dāng)、電路設(shè)計缺陷及電磁兼容等問題導(dǎo)致的系統(tǒng)失效屢見不鮮；軟件上，因架構(gòu)缺陷、代碼不規(guī)范、硬件接口處理不當(dāng)、變量存儲不可靠等因素引發(fā)的系統(tǒng)死機(jī)、功能異常同樣普遍存在。傳統(tǒng)的設(shè)計方法往往側(cè)重于功能實現(xiàn)，對可靠性、可維護(hù)性及失效預(yù)防的系統(tǒng)性考量不足，導(dǎo)致產(chǎn)品在測試或現(xiàn)場應(yīng)用中故障率高、穩(wěn)定性差。 本課程旨在系統(tǒng)性地解決上述痛點，它將硬件可靠性工程、精確的工程計算與軟件可靠性設(shè)計深度融合，構(gòu)建了一套從器件、電路、PCB到軟件架構(gòu)、代碼、測試的完整可靠性設(shè)計體系。課程內(nèi)容不僅涵蓋可靠性理論基礎(chǔ)與設(shè)計規(guī)范，更聚焦于工程實踐中的器件選型計算、失效分析及軟件防錯機(jī)制，致力于幫助工程師從根本上提升嵌入式產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性，縮短研發(fā)周期，降低維護(hù)成本，并滿足功能安全等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

課程特點

系統(tǒng)性與完整性：課程內(nèi)容橫跨硬件、軟件兩大領(lǐng)域，構(gòu)建了“基礎(chǔ)理論 → 設(shè)計規(guī)范 → 失效分析 → 工程計算 → 器件選型 → 軟件設(shè)計 → 測試驗證”的全流程知識體系。學(xué)員不僅能掌握可靠性設(shè)計的“是什么”與“為什么”，更能深入理解“怎么做”與“如何選”，形成完整的可靠性設(shè)計閉環(huán)思維。

工程計算與精確設(shè)計導(dǎo)向：區(qū)別于泛泛而談的設(shè)計原則，本課程特別強(qiáng)調(diào)基于數(shù)學(xué)物理方法的精確工程計算。內(nèi)容涵蓋容差分析、拉氏變換、微積分及概率統(tǒng)計在電路設(shè)計中的應(yīng)用，并通過大量實例（如電源、放大電路、散熱、濾波等）指導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行科學(xué)的器件選型與參數(shù)計算，將設(shè)計從經(jīng)驗定性提升到數(shù)據(jù)定量的水平。

深度失效分析與故障預(yù)防：課程專設(shè)器件失效規(guī)律與分析方法模塊，深入剖析電壓/電流應(yīng)力、MSD、機(jī)械應(yīng)力等失效機(jī)理，并引入端口特性阻抗曲線等先進(jìn)測試分析方法。這種從失效模式倒推設(shè)計要點的思路，旨在培養(yǎng)工程師的前瞻性設(shè)計和故障診斷能力。

軟硬件協(xié)同的可靠性設(shè)計：課程一大亮點是深度融合了硬件可靠性與軟件可靠性。不僅講解硬件電路的抗干擾設(shè)計（如EMC、熱設(shè)計），更詳細(xì)闡述了如何通過軟件架構(gòu)（如安全性內(nèi)核）、編程規(guī)范（如防跑飛、冗余設(shè)計）、接口管理（如時序控制、存儲防護(hù)）等手段，與硬件協(xié)同解決電磁兼容、單一故障、人機(jī)誤操作等復(fù)雜問題。

實踐性與規(guī)范性并重：課程內(nèi)容緊密圍繞國際通用的設(shè)計規(guī)范（如降額、熱設(shè)計、EMC、PCB布局、代碼規(guī)范），提供具體的設(shè)計準(zhǔn)則、判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求。同時，結(jié)合功能安全（Functional Safety）理念在軟件設(shè)計中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)員建立起符合高可靠性、高安全性要求的設(shè)計習(xí)慣與流程。

面向人群

嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開發(fā)工設(shè)計程師、硬件測試工程師，PCB設(shè)計工程師，可靠性工程師、EMC工程師，PI工程師，SI工程師，項目經(jīng)理，技術(shù)支持工程師，研發(fā)主管,研發(fā)總監(jiān),研發(fā)經(jīng)理,測試經(jīng)理,系統(tǒng)測試工程師，具有1年以上工作經(jīng)驗的硬件設(shè)計師、項目管理人員。

課程大綱

第一部分：嵌入式系統(tǒng)及硬件可靠性設(shè)計

第一章：可靠性設(shè)計基礎(chǔ)

1.1、可靠性定義

1.2、環(huán)境應(yīng)力分析

1.3、人機(jī)交互分析

1.4、關(guān)聯(lián)設(shè)備互動分析

1.5、過渡過程應(yīng)力

1.6、負(fù)載波動分析

1.7、單一故障分析

1.8、可靠性預(yù)計分析

1.9、判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

1.10 電子、機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性模型；

1.11 系統(tǒng)失效率的影響要素；

第二章：可靠性設(shè)計規(guī)范

2.1 降額設(shè)計規(guī)范

降額等級、降額注意事項、降額因子降額參數(shù)的確定方法

2.2 電路熱設(shè)計規(guī)范

強(qiáng)制風(fēng)冷、傳導(dǎo)散熱的熱設(shè)計計算及熱設(shè)計工藝規(guī)范

2.3 電路安全性設(shè)計規(guī)范；

電路安全容錯性機(jī)制、SFC分析、SFC下輸出保證可靠的判據(jù)和解決方法…

2.4 EMC設(shè)計規(guī)范

電壓容限控制、常用器件的高頻等效特性、信號分析、布線、阻抗匹配、屏蔽、

濾波、接地…

2.5 PCB設(shè)計規(guī)范

板卡級的布線、布局工藝

第三章：器件失效規(guī)律與分析方法

3.1 持續(xù)性應(yīng)力與浪涌應(yīng)力的區(qū)別

3.2 電壓應(yīng)力與電流應(yīng)力的故障現(xiàn)象區(qū)別

3.3 MSD與機(jī)械應(yīng)力損傷的特征、成因、解決措施

3.4 基于端口特性阻抗曲線的失效測試分析方法

3.5 常用器件失效機(jī)理、失效特征、應(yīng)對措施

第二部分：嵌入式系統(tǒng)器件選型與工程計算

第一章：工程計算基礎(chǔ)

1.1 容差分析方法

1.2拉氏變換的物理含義與電路設(shè)計應(yīng)用

1.3 微積分與電路設(shè)計的應(yīng)用

1.4 概率論數(shù)理統(tǒng)計提升電子產(chǎn)品質(zhì)量的應(yīng)用方法

1.5 基礎(chǔ)代數(shù)的電路設(shè)計工程計算應(yīng)用（代數(shù)、三角函數(shù)、解析幾何）

1.6 datasheet參數(shù)解讀及對電路性能的影響

第二章：工程計算與器件選型

2.1 電源模塊設(shè)計與選型計算

電感電容選型計算

2.2 電源輸入端口器件選型計算

保險絲、NTC電阻、TVS/壓敏電阻、儲能電容、接插件、二極管的選型計算

2.3 信號輸入/輸出端口的匹配器件計算選型

上拉/下拉電阻、限流/分壓電阻、阻抗匹配電阻、磁珠、退耦電容的選型計算

2.4 放大電路設(shè)計計算

運(yùn)放參數(shù)和選型、精度分配計算、阻抗匹配計算

2.5 安全防護(hù)設(shè)計

電容的固有特性與寄生參數(shù)

退耦電容、儲能電容、安規(guī)電容、隔直電容、濾波電容的選型計算

信號端口壓敏電阻、TVS、氣體放電管選型計算

2.6 熱設(shè)計

整機(jī)散熱計算

散熱片、風(fēng)扇、半導(dǎo)體致冷片散熱選型計算

2.7 光電器件選型計算

光耦、發(fā)光二極管、數(shù)碼管選型計算

2.8 驅(qū)動電路設(shè)計

二極管和三極管特性

三極管、二極管選型計算

開關(guān)器件

2.9 濾波器件選型計算

濾波器件特性

濾波電路設(shè)計計算

濾波器、濾波電容、磁珠磁環(huán)、電感選型計算

2.10 PCB布線布局設(shè)計

SI設(shè)計估算

2.11 數(shù)字IC器件選型計算

數(shù)字IC特性（結(jié)溫、響應(yīng)時間、帶載能力、溫漂、閾值、時序要求）

MCU、存儲類器件、邏輯器件的選型計算

第三部分：嵌入式軟件可靠性設(shè)計

3.1 嵌入式軟件可靠性基礎(chǔ)

定義軟件可靠性定義

軟件可靠性的度量與評估

軟件與電子的失效率特性區(qū)別

影響嵌入式軟件可靠性的因素

嵌入式軟件歸檔及配置管理過程控制注意事項

嵌入式軟件可靠性系統(tǒng)分析方法與軟件DFMEA的運(yùn)用

3.2編譯器問題嵌入式軟件可靠性的影響

3.3代碼編程規(guī)范對嵌入式軟件可靠性的影響

語句通用設(shè)計規(guī)范

冗余設(shè)計

睡眠設(shè)置抗干擾

軟件、結(jié)構(gòu)、電路相結(jié)合的電磁兼容解決方法

軟件架構(gòu)的設(shè)計方法

安全性內(nèi)核

設(shè)計更改規(guī)則

防跑飛的軟件陷阱

圈復(fù)雜度與軟件測試

3.4與硬件接口問題對嵌入式軟件可靠性的作用和影響

時間受控

空間受控

IO吞吐能力

執(zhí)行時間

串并聯(lián)接法導(dǎo)致的信號波動

數(shù)據(jù)傳輸速率限制

上電時序引起的硬件故障及軟件初始化對策

死機(jī)的機(jī)理及對策

顯示處理措施

SFC下，輸出保證安全

3.5變量與存儲問題成因與防護(hù)

防止過程中存儲被刷

塊存儲特性

備份技巧

寄存器防刷處理

強(qiáng)數(shù)據(jù)類型

存儲成功提示

3.6人機(jī)接口問題與防護(hù)

對人工誤操作的防護(hù)措施

參數(shù)設(shè)置控制策略

界面數(shù)據(jù)設(shè)置和布局方法

界面設(shè)計規(guī)范

3.7 報警

報警分類設(shè)置

報警編程處理

報警頻率、聲音、占空比要求

3.8軟件測試

單元測試方法與系統(tǒng)測試的區(qū)別

測試工具與人工測試

測試職責(zé)與測試分工

基于SFC的接口測試

全覆蓋測試（路徑覆蓋與數(shù)據(jù)覆蓋）

一致性測試，通過軟件測試發(fā)現(xiàn)硬件隱患

人機(jī)接口測試

3.10嵌入式軟件功能安全設(shè)計

軟件安全功能的要求

軟件結(jié)構(gòu)的要求與措施

詳細(xì)設(shè)計和開發(fā)要求

代碼實現(xiàn)要求與措施

軟件模塊測試要求

軟件集成測試的要求

功能安全評估方法

3.11總結(jié)：嵌入式軟件可靠性設(shè)計規(guī)范

優(yōu)質(zhì)售后服務(wù)，提升培訓(xùn)效果

參訓(xùn)學(xué)員或者企業(yè)在課程結(jié)束后，可以享受相關(guān)賽盛技術(shù)的電磁兼容技術(shù)方面優(yōu)質(zhì)售后服務(wù)，作為授課之補(bǔ)充，保證效果，達(dá)到學(xué)習(xí)目的。主要內(nèi)容如下：

1.【技術(shù)問題解答】培訓(xùn)后一年內(nèi)，如有課程相關(guān)技術(shù)問題或管理問題，可通過電話、郵件聯(lián)系賽盛技術(shù)，我們將根據(jù)實際情況安排人員溝通回復(fù)；

2.【定期案例分享】分享不斷，學(xué)習(xí)不斷；

3.【技術(shù)交流群】加入正式技術(shù)交流群，與行業(yè)大咖零距離溝通；

4.【EMC元件選型技術(shù)支持】如學(xué)員在EMC元件選擇或應(yīng)用上有不清楚的地方可隨時與賽盛技術(shù)溝通；

5.【往期經(jīng)典案例分析】行業(yè)典型EMC案例分享、器件選型等資料。

6.【研討會】不限人數(shù)參加賽盛技術(shù)線上或者線下研討會，企業(yè)內(nèi)部工程師可相互分享，共同成長。

7.【EMC測試服務(wù)】在賽盛技術(shù)進(jìn)行EMC測試服務(wù)，可享受會員折扣服務(wù)！

講師資歷——武老師

知名嵌入式軟件設(shè)計/可靠性專家

電子工程碩士，研究領(lǐng)域：電子產(chǎn)品系統(tǒng)可靠性設(shè)計與測試技術(shù)。曾任職于航天二院總體設(shè)計所，電子企業(yè)研發(fā)總監(jiān)、事業(yè)部總監(jiān)，北京市級優(yōu)秀青年工程師，科協(xié)委員，2007年度全國五十佳項目經(jīng)理。

對電子產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計、可靠性設(shè)計、測試技術(shù)有較深入研究，曾在學(xué)術(shù)會議及多家技術(shù)刊物發(fā)表專業(yè)文章，出版專著《嵌入式系統(tǒng)可靠性設(shè)計技術(shù)與案例解析》（北航出版社），《電路設(shè)計工程計算基礎(chǔ)》（電子工業(yè)出版社）。曾為航天、中電、中科院、航空、醫(yī)療電子、通信、安防、電力電子、分析儀器、工業(yè)控制、消費(fèi)類電子等多個行業(yè)上百家客戶提供嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計審核、測試用例設(shè)計、故障分析與整改、培訓(xùn)、咨詢輔導(dǎo)等服務(wù)。

服務(wù)過的客戶單位有：Motorola、松下電工、SMC、GE中國研發(fā)中心、西門子、魏德米勒、福特汽車、航天802所、206所、501所、二部、航天益來、25所、航天一院培訓(xùn)中心、中科院沈陽自動化所聲學(xué)所、中車株洲所、西安光機(jī)所、武漢光迅、武漢華工正源、比亞迪、寧波三星、深圳航盛、深圳拓邦、北航、中電30所、29所、22所、航天長峰醫(yī)療、兵器80所、兵器深圳江機(jī)實業(yè)、中科院總后衛(wèi)生部藥檢所等幾百家科研和企事業(yè)單位。

主辦單位介紹

深圳市賽盛技術(shù)有限公司位于深圳寶安區(qū)，2005年成立，是國內(nèi)首家為電子企業(yè)提供全流程全方位的電磁兼容(EMC)方案提供商；

服務(wù)范圍：EMC設(shè)計、EMC整改、EMC流程建設(shè)、EMC仿真、EMC測試及EMC培訓(xùn)、硬件培訓(xùn)等技術(shù)服務(wù)。

賽盛技術(shù)自2006年開始自主舉辦EMC培訓(xùn)，2010年后開始加入信號完整性培訓(xùn)、可靠性培訓(xùn)、硬件電路培訓(xùn)等服務(wù)，截至目前為9000+企業(yè)提供過培訓(xùn)服務(wù)，超過30000+研發(fā)工程師參加過培訓(xùn)，同時受到企業(yè)與工程師一致認(rèn)可！

培訓(xùn)初心：幫助企業(yè)提升研發(fā)團(tuán)隊能力幫助企業(yè)解決產(chǎn)品技術(shù)問題幫助企業(yè)縮短產(chǎn)品上市周期