Metodika pre odhad intenzity porúch funkčných uzlov integrované schémy

Baryshnikov A.V.

(Výskumný ústav FSUE "Automatizácia")

1. Úvod

Problém predpovedať spoľahlivosť rozhlasových zariadení (REC) je relevantná pre takmer všetky moderné technické systémy. Vzhľadom k tomu, že rea zahŕňa elektronické komponentyÚlohou vypracovania techník na vyhodnotenie intenzít porúch (IO) týchto komponentov. Často sú technické požiadavky na spoľahlivosť prezentované v technických úlohách (TK) na vývoji REA v rozpore s požiadavkami na hmotnosti a rozmery REC, čo neumožňuje požiadavky TK, napríklad , Duplikácia.

Pre množstvo typov rec, zvýšené požiadavky na spoľahlivosť sú prezentované na kontrolu zariadení umiestnených v jednom kryštále so základnými funkčnými zostavami zariadenia. Napríklad addičná schéma modulu 2, ktorý poskytuje kontrolu hlavných a duplických uzlov akýchkoľvek blokov zariadení. Zvýšená požiadavka spoľahlivosti môžu tiež vytvoriť všetky pamäťové oblasti, v ktorých sú uložené informácie potrebné na vykonanie algoritmu na prevádzku zariadenia.

Navrhovaná technika vám umožňuje vyhodnotiť IO rôznych funkčných oblastí mikroobvody. V pamäťových čipoch: Prevádzkové úložné zariadenia (RAM), konštantné pamäťové zariadenia (ROM), preprogramované pamäťové zariadenia (RPPU), toto sú intenzity porúch jednotiek, dekodérov a riadiacich obvodov. V schémach mikrokontrolérov a mikroprocesorov technika umožňuje určiť pamäťové oblasti, aritmetické logické zariadenie, analógovo-digitálne a digitálne analógové konvertory atď. V programovateľných logických integrovaných obvodoch (PLIS) a hlavných funkčných uzlov, z ktorých sa FPGA skladá z: konfigurovateľnej logickej jednotky, vstupnej / výstupnej jednotky, oblasti pamäte, JTAG atď. Technika tiež umožňuje určiť IO jedného výstupu čipu, jednej pamäťovej bunky a v niektorých prípadoch a jednotlivých tranzistoroch.

2. Účel a rozsah techniky

Technika je určená na vyhodnotenie operačného IO λ E z rôznych funkčných zostáv čipov: mikroprocesory, mikrokontroléry, pamäťové čipy, programovateľné logické integrované obvody. Najmä vo vnútri kryštálových oblastí pamäte, ako aj IO bunky skladovacie zariadenia v cudzích konaniach vrátane mikroprocesorov, FPGA. Bohužiaľ, nedostatok informácií o krytoch neumožňuje aplikovať metodiku pre domáce čipy.

IOS definované pre túto techniku \u200b\u200bsú zdrojové údaje pre výpočet rekultových charakteristík počas inžinierskych štúdií zariadenia.

Technika obsahuje algoritmus výpočtu IO, algoritmus na kontrolu získaných výsledkov výpočtu, príklady výpočtu funkčných uzlov mikroprocesora, pamäťových schém, programovateľných logických schém.

3. Porady metodiky

Technika je založená na nasledujúcich predpokladoch:

Zlyhania prvkov sú nezávislé;

IO čip je konštantný.

Okrem toho budú tieto predpoklady preukázané možnosť oddelenia IO čipu na kryte a intenzitu zlyhania kryštálu.

4. Pôvodné údaje

1. Funkčný účel čip: mikroprocesor, mikrokontrolér, pamäť, PLIS, atď.

2. Technológia výrobných čipov: BIPOLAR, CMOS.

3. Zníženie intenzity zlyhania mikroobvody.

4. Bloková schéma mikroobvodu.

5.Type a množstvo pamäťových stohovačov.

6. Počet záverov orgánov.

5.1. Podľa známych hodnôt IO čipu sa určuje IU tela a kryštálu.

5.2. Podľa zistenej hodnoty IE Crystal, pre pamäťový čip, na základe svojej typovej a výrobnej technológie, pohon jednotky, dešifrovaných schém, riadiacich obvodov. Výpočet je založený na štandardnej konštrukcii elektrické schémyslúžiť na jednotku.

5.3. Pre mikroprocesor alebo mikrokontrolér s použitím výsledkov výpočtu získaných v predchádzajúcom odseku sú určené pamäťové oblasti. Rozdiel medzi Crystal IO a zistenými hodnotami pamäťových oblastí bude hodnota zostávajúcej časti čipu.

5.4. Podľa známych hodnôt kryštálov IO pre rodinu FPGA, ich funkčné zloženie a počet jednorazových uzlov je zostavený systém lineárnych rovníc. Každá z rovníc systému je zostavená pre jedného symptominátora z rodiny FPGA. Pravá strana každej rovnice systému je množstvo hodnôt hodnôt funkčných uzlov určitého typu na ich číslo. Ľavá časť každej rovnice systému je hodnota IO kryštálu špecifického modelu FPGA z rodiny.

Maximálna suma Systémové rovnice sa rovnajú počtom FPG v rodine.

Riešenie systému rovníc umožňuje získať hodnoty funkčných uzlov FPGA.

5.5. Na základe výsledkov výpočtu získaného v predchádzajúcich odsekoch sa môžu nájsť hodnoty jednotlivých pamäťových buniek, výstup čipu alebo tranzistor konkrétneho blokového diagramu, ak je známy systém elektrického hlavného uzla.

5.6. Kontrola výsledkov výpočtu pre pamäťový čip sa vykonáva porovnávaním hodnoty IO pre iný pamäťový čip prijatý Štandardná metóda, S hodnotou IO tohto čipu vypočítaná pomocou údajov získanými v bode 5.2 tejto časti.

5.7. Kontrola výsledkov výpočtu pre FPGA sa vykonáva výpočtom IO kryštálu jedného zo symptómov zváženej rodiny FPGA, ktorá nebola zahrnutá do systému rovnice. Výpočet sa uskutočňuje s použitím hodnôt funkčných uzlov získaných v bode 5.4 tohto oddielu a porovnanie získanej hodnoty FPGA s hodnotou IO vypočítanej pomocou štandardných metód.

6. ANALÝZA METÓDY PREDCHÁDZAŤ INTERNOSTI NÁKLADNOSTI NÁKLADNOSTI MICROIRIBRUSTIKA Z PODMIENOSTI MOŽNOSTI MOŽNOSTI MOŽNOSTI NÁHRADUJÚCEHO ROZHODNUTIA V MUŽÍVNOM INTENOSTI ZLOŽKY KRYTU A ZARIADENIA

IO Crystal, trup a vonkajšie závery Mikroobvody sú určené z matematického modelu pre predpovedanie iO zahraničných integrovaných obvodov pre každý model IP.

Analyzujme podmienky matematického modelu na výpočet operácie

iO λ. e Digitálne a analógové integrované obvody zahraničnej produkcie:

λ e \u003d (s 1 π T + s 2 π e) π q π l, (1),

kde: C1 je súčasťou IO IP, v závislosti od stupňa integrácie;

π T - koeficient s prihliadnutím na prehriatie kryštálu relatívne okolitý;

C 2 - Zložka IO IP v závislosti od typu tela;

- π E je koeficient, pričom sa zohľadní tuhosť prevádzkových podmienok REA (skupina operačnej skupiny);

- q q je koeficient, ktorý zohľadňuje kvalitu výroby ERI;

- π L-bunka, berúc do úvahy workshop technologický proces Výroba ERI;

Tento výraz je spravodlivý pre čipy z bipolárnych aj mos technológie, a zahŕňa digitálne a analógové schémy, programovateľné logické matrice a PLS, pamäťové čipy, mikropro-procesory.

Matematický model predpokladaného IO integrálneho čipu, pre pôvodného zdroja, ktorého sa vykonáva štandard amerického ministerstva obrany, je súčet týchto dvoch podmienok. Prvý termín charakterizuje zlyhania stanovené stupňom integrácie kryštálu a elektrického spôsobu mikroobvodu (koeficienty C1, π t), druhý termín charakterizuje zlyhania spojené s typom trupu, počtom záverov tela a Prevádzkové podmienky (C 2, - π E koeficienty).

Takáto separácia je vysvetlená možnosťou vydávania rovnakého čipu v rôznych typoch budov, ktoré sa podstatne líšia v ich spoľahlivosti (odolnosť voči vibráciám, tesnosti, hygroskopicite atď.). Označujú prvý termín ako IO-definovaný kryštál (Kr ) a druhý prípad jeΛkorp).

Od (1) dostaneme:

λkr \u003d C1 π t q q π l, λkorp \u003d c 2 π e q π l (2)

Potom sa IO jedného uzavretia čipu rovná:

λ 1 \u003d λkorp / n výstup \u003d C 2 π E π q π l / n výstup,

kde n výstup je počet záverov v kryte integrovaného obvodu.

Nájdeme pomer prípadu prípadu operačného IO čipu:

λkorp / λ. e \u003d C 2 π E И q l / (C1 π T + C2 π E) π q L \u003d C2 π E / (C1 π T + C2 π E) (3)

Tento výraz analyzujeme z hľadiska vplyvu typu tela, počet záverov, prehriatie kryštálu v dôsledku výkonu rozptýleného v kryštále, tuhosť prevádzkových podmienok.

6.1. Účinnosť tvrdosti prevádzkových podmienok

Rozdelenie čitateľa a denominátora výrazu (3) na pomere π e dostaneme:

λkorp / λ. e \u003d C 2 / (s 1 π t / π E + C 2) (4)

Analýza výrazu (4) ukazuje, že percento prípadu prípadu a operačného IO čipu závisí od operačnej skupiny: tým ťažšie podmienky prevádzky zariadenia (väčšia hodnota koeficientu π E), tým väčšia je Frakcia poruchy padá na zlyhania tela (denominátor v rovnici 4 klesá) a postojΛKorp / λe sa usiluje o 1.

6.2. Vplyv typu tela a počet záverov bývania

Výber čísla a menovateľa výrazu (3) na pomere C2:

λkorp / λ. e \u003d π e / (s 1 π t / s 2 + π e) (5)

Analýza expresie (5) ukazuje, že percentuálny podiel v prípade telesa a prevádzkový IO čip závisí od pomeru koeficientov s 1 a C 2, t.j. Z pomeru stupňa integrácie parametrov čipu a tela: množstvo Prvky v čipe (viac koeficientu C 1), menší podiel zlyhania spadá do porúch prípadu (pomerλkorp / λ. e Snažte sa o nulu) a viac výška záverov v prípade, tým väčšia je hmotnosť zlyhania prípadu (postojλkorp / λ. u sa usilovať o 1).

6.3. Účinok energie rozptýlený v kryštále

Z výrazu (3) môže byť zrejmé, že so zvýšením πT (koeficient odrážajúci prehriatie kryštálu v dôsledku výkonu rozptýleného v kryštáli), hodnota rastu ventilu sa zvyšuje, a následne frakcia zlyhania na prípad klesá a krištáľové zlyhania získavajú väčšiu relatívnu hmotnosť.

Výkon:

Analýza zmene hodnoty vzťahu λkorp / λ. e (rovnica 3) v závislosti od typu tela, množstvo záverov, prehriatie kryštálu v dôsledku výkonu rozptýleného v kryštáli a tuhosť prevádzkových podmienok ukázala, že prvý termín v rovnici (1) charakterizuje prevádzkové IO kryštálu , druhá - operačná IU tela a rovnice (2) sa môže použiť na odhad operačného IO priamo polovodičového kryštálu, bývania a IO z záverov tela. Hodnota operačného IO Crystal môže byť použitý ako zdrojový materiál na vyhodnotenie IO funkčného uzlami MicroCircuit.

7. Výpočet intenzity porúch pamäťovej bunky pamäťových zariadení, ktoré sú súčasťou mikropúrenia, mikroprocesorov a mikrokontrolérov.

Na určenie IO, ku ktorému dochádza na bitoch polovodičových informácií, zvážte ich zloženie. Polovodičová pamäť akéhokoľvek typu zahŕňa :

1) Drive

2) RÁMOVÁ SCHÉMA:

o Adresa časť (dekódovanie malých a stĺpcov)

o ČASŤ ČÍSLO (PÍSNAŤ A PREČÍTAJTE A PREČÍTAJTE A ZOZNÁMENIA)

o Miestna riadiaca jednotka - vykonáva koordináciu všetkých uzlov v ukladaní, režimoch nahrávania, regenerácie (dynamická pamäť) a vymazanie informácií (RPPU).

7.1. Odhad počtu tranzistorov v rôznych oblastiach pamäte.

Zvážte každú zložku IO PLY. Všeobecná hodnota pamäte IO pre čipy rôznych typov s rôznym objemom pohonu sa môže stanoviť pomocou. Kryty a krištáľ sa vypočítajú v súlade s oddielom 5 tejto práce.

Bohužiaľ, v technických materiáloch na cudzích pamäťových čipoch neexistuje žiadny celkový počet prvkov zahrnutých v mikroobvode, a len informačná kapacita pohonu je poháňaná. Vzhľadom na skutočnosť, že každý typ pamäte obsahuje štandardné bloky, odhadujeme počet prvkov zahrnutých v pamäťovom čipe na základe jednotky. Ak to chcete urobiť, zvážte obvody konštrukcie každého bloku pamäte.

7.1.1. Pohon

Elektrické koncepty miery pamäte RAM, vyrobené podľa TTLS, ESL, MOS a CMOS technológií. Tabuľka 1 ukazuje počet tranzistorov, z ktorých je vytvorená jedna pamäťová bunka (1 bit informácií RAM).

Tabuľka 1. Počet tranzistorov v jednej pamäti pamäti

Typ RAM	Výrobná technológia
		Ttlsh	Esl	Mop	Cmos
Statický	Množstvo prvkov				4, 5, 6
Dynamický

7.1.2. ROM a PPZ disky

V bipolárnom ROM a PPZ sa skladovací prvok implementuje na základe diódových a tranzistorových štruktúr. Vykonávajú sa vo forme emitorových opakovačovn - p - n a p - n - p Tranzistory, prechody zberačov, emitorovou základňou, Schottkyho diódy. Ako skladovací prvok v schémach vyrábaných MOS a CMOS technológiami sa používajúp a n. - Tranzistory kanálov. Skladovací prvok pozostáva z 1 tranzistora alebo diódy. Celkový počet tranzistorov v akumulácii ROM alebo PPZ sa rovná informačný kontajner Bis.

7.1.3. RPZU DRIVE

Informácie zaznamenané v RPPU sú uložené z niekoľkých až desaťročí. Preto sa RPPU často nazýva ne-nezávislá pamäť. Základom mechanizmu registrácie

usporiadanie a uskladnenie informácií sú procesy akumulácie nabíjania pri nahrávaní, šetrí ho pri čítaní a keď je napájanie vypnuté v špeciálnych tranzistoroch MOS. Skladovacie prvky RPPU sú spravované spravidla na dvoch tranzistoroch.

Počet tranzistorov v jednotke RPPU je teda rovný informačnom kontajneri RPPU vynásobeného 2.

7.1.4. Adresa

Adresa časť pamäte je založená na dekodéroch (dekodéry). Umožňujú vám určiťN. - Riaditeľné vstupné binárne číslo vytvorením jednej hodnoty binárnej premennej na jednom z výstupov zariadenia. Ak chcete vytvoriť integrované obvody, je obvyklé používať lineárne dekodéry alebo kombináciu lineárnych a pravouhlých dekodérov. Lineárny dekodér máN vstupy a 2 n logické schémy "a". Nájdeme počet tranzistorov potrebných na vybudovanie takýchto dekodérov v základni CMOS (najčastejšie sa používa na vytvorenie bis). Tabuľka 2 ukazuje počet tranzistorov potrebných na výstavbu dekodérov na iný počet vstupov.

Tabuľka 2. Počet tranzistorov potrebných na konštrukciu dekodérov

Počet Vstupy	Invertory adresy		Schémy "a"		Celkový počet tranzistorov v de-CIPHER 2 * n * 2 n + 2 * n
	Počet Invertory	Počet Tranzistory	Počet chem.	Počet tranzistorov 2 * n * 2 n
				4*4=16	16+4=20
				6*8=48	48+6=54
				8*16=128	128+8=136
				10*32 = 320	320+10 = 330
				64*12 = 768	768+12 = 780
				128*14=1792	1792+14=1806
				256*16=4096	4096+16=4112
				512*18=9216	9216+18=9234
			1024	1024*20=20480	20480+20=20500

Pre lineárne dekodéry, vypúšťanie dekódovaného čísla nepresahuje 8-10. Preto s nárastom počtu slov v pamäti, viac ako 1K použite modulárny princíp budovania pamäte.

7.1.5. Číselná časť

(Záznam a čítanie zosilňovačov)

Tieto schémy sú navrhnuté tak, aby konvertovali hladiny čitateľných signálov vo výstupných úrovniach logických prvkov konkrétneho typu a zvýšenia nosnosti. Spravidla sa vykonávajú podľa otvoreného kolektora (bipolárneho) alebo troch štátov (CMOS). Každé výstupné schémy sa môžu skladať z niekoľkých (dvoch alebo troch) meničov. Maximálny počet tranzistorov v týchto schémach v maximálnom kúte mikroprocesora 32 nie je viac ako 200.

7.1.6. Miestna riadiaca jednotka

Lokálna riadiaca jednotka v závislosti od typu pamäte môže obsahovať malé a stĺpové vyrovnávacie registre, adresa multiplexory, riadiace jednotky regenerácie v dynamickej pamäti, informačné vymazanie obvodov.

7.1.7. Odhad počtu tranzistorov v rôznych oblastiach

Kvantitatívny pomer tranzistorov RAM, ktorý je súčasťou pohonu, dekodérov a lokálnej riadiacej jednotky, je približne rovnaký: 100: 10: 1, ktorý je 89%, 10% a 1%. Počet tranzistorov v RAM Drive Cell, ROM, PPZ, RPPU je uvedený v tabuľke 1. Použitie údajov tejto tabuľky, percentuálne pomery prvkov zahrnutých v rôznych oblastiach RAM, ako aj za predpokladu, že počet prvkov V dekodéri a lokálnej riadiacej jednotke pre rovnaký objem jednotky odlišné typy Pamäť zostane približne konštantná, môžete odhadnúť pomer tranzistorov zahrnutých do jednotky, dekodéra a bloku lokálnej kontroly rôznych typov pamäte. Tabuľka 3 ukazuje výsledky takéhoto hodnotenia.

Tabuľka 3 kvantitatívny pomer tranzistorov v rôznych funkčných oblastiach

	Kvantitatívny vzťah prvkov rôznych oblastí
	Úložné zariadenie	Dekodér	Miestna riadiaca jednotka
ROM, PPZ.

Tak, ktorí poznajú hlasitosť jednotky a IO Crystal Zoom, môžete nájsť disk pohonu, adresu, numerickej časti, lokálnej riadiacej jednotke, ako aj IU pamäťových buniek a tranzistorov zahrnutých v rámcisku systémy.

8. Výpočet intenzity porúch funkčných uzlov mikroprocesorov a mikrokontrolérov

Časť znázorňuje algoritmus na výpočet funkčných uzlov mikropručenia mikroprocesorov a mikrokontrolérov. Technika sa vzťahuje na mikroprocesory a mikrokontroléry s trochou maximálne 32 bitov.

8.1. Zdrojové údaje na výpočet intenzity zlyhania

Nižšie sú uvedené počiatočné údaje potrebné na výpočet IO mikroprocesory, mikrokontroléry a časti svojich elektrických obvodov. V časti elektrickej schémy pochopíme ako funkčne dokončené mikroprocesorové uzly (mikrokontrolér), menovite, odlišné typy Medias (RAM, ROM, PPZU, RPPU, ADC, DAC, atď.) A jednotlivé ventily alebo dokonca tranzistory.

Počiatočné údaje

Vypúšťanie mikroprocesora alebo mikrokontroléra;

Technológia výroby mikroobvodov;

Zobrazenie a organizácia Vnútri Crystal Memory;

Informačná kapacita pamäte;

Spotreba energie;

Tepelná odolnosť Crystal - telo alebo kryštál - životné prostredie;

Typ mikroobvody;

Počet záverov orgánov;

Zvýšený pracovná teplota Prostredie.

Úroveň kvality výroby.

8.2. Algoritmus pre výpočet intenzity zlyhania mikroprocesora (mikrokontroléra) a mikroprocesorové funkčné uzly (mikrokontroller)

1. Šírka operačného IO mikroprocesora alebo mikrokontroléra (λe MP) pomocou zdrojových dát pomocou jedného z automatizovaných programov výpočtu: "ASRN", "Asonyika-K" alebo pomocou vojenskej príručky 217f štandard.

Poznámka: Ďalej budú všetky výpočty a pripomienky uvedené z hľadiska používania ACR, pretože Metodiky pre použitie a obsah programov, "Asonyk-K" a "vojenská príručka 217f" štandard majú veľa spoločného.

2. Určite hodnotu IO mikroprocesora (λ e RAM, λ E-ROM, PPZU, λ E RPPU), za predpokladu, že každá pamäť je samostatným čipom v jej bývaní.

λ e zo \u003d λ RAM + λkorp,

λ E-ROM, PPZ \u003d λ ROM, PPZA + λkorp,

λ e rpza \u003d λ rpze + λkorp,

tam, kde λ E je prevádzkové hodnoty IO rôznych typov pamäte, λkorp, - kryty pre každý typ: λ RAM, λ ROM, PPZ, λ RPZ - IO RAM, ROM, RPZ, RPPU bez zohľadnenia bývanie.

Vyhľadajte zdrojové údaje na výpočet prevádzkových hodnôt AO rôznych typov pamäte technická informácia (Dátový list) a katalógy integrovaných obvodov. V tejto literatúre je potrebné nájsť pamäť, typ, ktorý (RAM, ROM, PPZU, RPPU), objem pohonu, organizácia a výroba technológie sa zhodujú alebo v blízkosti mikroprocesora (mikrokontroller). Nájdené technické charakteristiky pamäťových mikrobustí sa používajú v ACC na výpočet operačného IO čipu. Napájanie spotrebovanej pamäte je vybrané na základe elektrického režimu mikroprocesora (mikrokontroller).

3. Určite hodnoty IO vo vnútri kryštálových oblastí mikroprocesora (mikrokontrolér), pamäte a ALU okrem puzdra: λKr MP, λ RAM, λ ROM, PPZE, λ RPZU ,. Λ al.

IO Vo vnútri kryštálových oblastí mikroprocesora, RAM, ROM, PPZE, RPPU sa určuje z vzťahu: λkr \u003d C1 π t q q π L.

Io ALU a časti kryštálu bez pamäťových schém sa určujú z výrazu:

. λ alu \u003d λkr MP - λ RAM - λ ROM, PPZE - λ RPPU

Hodnoty ostatných funkčne dokončených častí mikroprocesora (mikrokontroller) sú podobné.

4. Určite pohony vo vnútri kryštálovej pamäte: λ H RAM, λ n ROM, PPZE, λ n RPPU.

Na základe údajov tabuľky 3 je možné vyjadriť percentuálny podiel počtu tranzistorov v rôznych funkčných oblastiach pamäte, za predpokladu, že celkový počet tranzistorov v pamäti je 100%. Tabuľka 4 ukazuje tento percentuálny pomer tranzistorov zahrnutý v kryštálovej pamäti rôznych typov.

Na základe percentuálneho podielu počtu tranzistorov zahrnutých v rôznych funkčných oblastiach a zistenej hodnote IO vo vnútri krištáľovej časti sa určujú funkčné uzly.

Tabuľka 4. Percentuálny tranzistorový vzťah

	Kvantitatívny pomer tranzistorov funkčných oblastí ZU (%)
	Úložné zariadenie	Dekodér	Miestna riadiaca jednotka
ROM, PPZ.

λ n RAM \u003d 0,89 * λ RAM;

λ n ROM, PPZ \u003d 0,607 * λ ROM, PPZA;

λ n RPPS \u003d 0,75 * λ RPPU,

kde: λ n Ram, λ n ROM, PPZ, λ n RPPU - IO disky RAM, ROM, PPZ, RPPU, ale.

8.3. Výpočet intenzity porúch funkčných uzlov: dekodéry, adresa časť, riadiace obvody.

Použitie údajov o pomere počtu tranzistorov v každej časti pamäte (tabuľka 4), môžete nájsť intenzity porúch dekodérov, adresy a riadiacich obvodov. Poznanie počtu tranzistorov v každej časti pamäte je možné nájsť intenzitu zlyhania skupiny alebo jednotlivých tranzistorov pamäte.

9. Výpočet intenzity porúch funkčne dokončených pamäťových mikroobvodov

Časť ukazuje algoritmus pre výpočet funkčne dokončených uzlov pamäťových čipov pamäťových zariadení. Metodika je použiteľná pre pamäťové čipy uvedené na ACR.

9.1. Zdrojové údaje na výpočet intenzity zlyhania

Nižšie sú zdrojové údaje potrebné na výpočet funkčne dokončených pamäťových mikroobvodov. Pod funkčne hotovými pamäťovými čipmi pochopíme jednotku, adresu, riadiaci obvod. Technika vám tiež umožňuje vypočítať IO časti funkčných uzlov, jednotlivých ventilov, tranzistorov.

Počiatočné údaje

Typ pamäte: RAM, ROM, PPZ, RPZU;

Informačná kapacita pamäte;

Organizácia pamäte RAM;

Výrobná technológia;

Spotreba energie;

Typ mikroobvody;

Počet záverov orgánov;

Tepelná odolnosť Crystal - telo alebo kryštál - životné prostredie;

Skupina prevádzky zariadenia;

Zvýšená pracovná teplota životného prostredia;

Úroveň kvality výroby.

9.2. Algoritmus pre výpočet intenzity porúch pamäťových schém a funkčne dokončených pamäťových schém

1, určte prevádzkové IU pamäťového čipu (λe p) pomocou zdrojových údajov pomocou jedného z automatizovaných programov výpočtu: "ASRN", "ASONIKA-K" alebo pomocou štandardu vojenskej príručky 217f.

2. Určite hodnoty IO kryštálu pamäte bez prípadu λCR.

Λkr \u003d C1 π t π q π L.

3. Výpočet IU diskusie vnútri kryštálovej pamäte a funkčných komponentov funkčných uzlov v súlade s časťou 8.2.

10. Výpočet intenzity porúch funkčne dokončených uzlov programovateľných logických integrovaných obvodov a základných kryštálov matrice

Každá rodina FPGA pozostáva zo súboru originálnych mikrobustí tej istej architektúry. Architektúra kryštálu je založená na používaní identických funkčných uzlov niekoľkých typov. Čipy rôznych príznakov v rámci rodiny sa od seba líšia podľa typu bývania a počet funkčných uzlov každého typu: konfigurovateľná logická jednotka, vstupná / výstupná jednotka, pamäť, jtag a podobne.

Treba poznamenať, že okrem konfigurovateľných logických blokov a vstupných / výstupných jednotiek, každá FPGA obsahuje matricu tlačidiel, ktoré tvoria väzby medzi prvkami FPGA. Vzhľadom na skutočnosť, že tieto oblasti sú distribuované rovnomerne kryštálom, s výnimkou vstupných / výstupných blokov, ktoré sú umiestnené na obvode, môžeme predpokladať, že kľúče Matica je súčasťou konfigurovateľných logických blokov a vstupných / výstupných jednotiek.

Na výpočet hodnôt intenzít zlyhania funkčných uzlov je potrebné vytvoriť systém lineárnych rovníc. Systém rovníc je zostavený pre každú rodinu FPGA.

Každá z rovníc systému je rovnosť, v ľavej časti, z ktorej je hodnota IO kryštálu zaznamenaná pre konkrétny symptomine čipu z vybranej rodiny. Pravá strana je množstvo množstva počtu funkčných uzlov n kategórie I na IO z týchto uzlov λni.

Nižšie všeobecný formulár Takýto systém rovníc.

λ e a \u003d a 1 λ 1 + a 2 λ 2 + ... + a n λ n

λ e b \u003d b 1 λ 1 + b 2 λ 2 + ... + b n λ n

……………………………

λ e k \u003d k 1 λ 1 + k 2 λ 2 + ... + k n λ n

kde

λ e a, λ e b, ... λ e k - Prevádzkové IO mikroobvody FPGA rodiny (mikroobvody A, B, ... K, resp.),

a 1, A 2, ..., N - počet funkčných uzlov 1, 2, ... n kategórie v čipe A, resp

b 1, B 2, ..., B N - počet funkčných uzlov kategórie 1, 2, ... n, na čipe, v tomto poradí,

k 1, K 2, ..., K N - počet funkčných uzlov kategórie 1, 2, ... n, v mikroobvode, v tomto poradí,

λ 1, λ 2, ..., λ n je funkčné uzly kategórie 1, 2, ... n, resp.

Hodnoty operačných IO mikroobvody λ EA, λ EB, ... λ EK sa vypočítajú podľa ASR, počet a typ funkčných uzlov sú uvedené v technickej dokumentácii na PLIS (údajový list alebo v domácom periodiku) .

Hodnoty funkčných uzlov rodiny FPGA λ 1, λ 2, ..., λ n sú z riešenia systému rovnice.

11. Skontrolujte výsledky výpočtu

Kontrola výsledkov výpočtu pre pamäťový mikroobvod sa vykonáva výpočtom IO kryštálu iného pamäťového čipu pomocou získanej hodnoty pamäťovej bunky pamäťovej bunky a porovnanie získanej hodnoty IO kryštálu s hodnotou IO , vypočítané pomocou štandardných metód (ASR, Asonyika, atď.).

Kontrola výsledkov výpočtu pre FPGA sa vypočíta výpočtom FPGA Crystal iného z tej istej rodiny pomocou nájdených hodnôt FPG funkčných uzlov a porovnanie získaných hodnôt FPGA s hodnotou IO, vypočítané pomocou štandardných metód (ASRN, Asionics atď.).

12. Príklad výpočtu intenzít porúch funkčných uzlov FPGA a kontrolu výsledkov výpočtu

12.1. Výpočet IO funkčných uzlov a prípadov PLIS

Výpočet IO sa uskutočnil na príklad FPGA Spartanovej rodiny vyvinutej Xilinxom.

Spartanová rodina pozostáva z 5 plit tyrobominácií, ktoré obsahujú matricu konfigurovateľných logických blokov, vstupných / výstupných blokov, logika hraničného skenovania (JTAG).

Vlajky zahrnuté v Spartanovej rodine sa vyznačujú počtom logických ventilov, počtom konfigurovateľných logických blokov, počet vstupných / výstupných blokov, druhov bývania a počtu záverov tela.

Nižšie je uvedený výpočet IO konfigurovateľných logických blokov, vstupných / výstupných jednotiek, JTAG pre FPGA XSS 05XL, CSS 10XL, CSS 20XL.

Na overenie získaných výsledkov sa vypočíta operačný IO FPGA XSS 30XL. Operačný IO PLIT XSS 30XL sa vypočíta pomocou hodnôt funkčných uzlov PLIT XSS 05XL, CSS 10XL, CSS 20XL. Získaná hodnota FPGA XSS 30XL sa porovnáva s hodnotou IO, vypočítaná pomocou ACR. Na overenie získaných výsledkov sa porovnávajú hodnoty AO jedného výstupu pre rôzne balenia FPGA.

12.1.1. Výpočet intenzít porúch funkčných uzlov FPGA XSS 05XL, CSS 10XL, CSS 20XL

V súlade s vyššie uvedeným algoritmom výpočtu na výpočet funkčných uzlov FPG je potrebné:

Vytvorte zoznam a hodnoty zdrojových údajov pre FPGA XSS 05XL, CSS 10XL, CSS 20XL, CSS 30XL;

Vypočítať Prevádzka IO PLISXS 05XL, HSS 10XL, HSS 20XL, HSS 30XL (výpočet sa vykonáva Použitie zdrojových údajov);

Urobte systém lineárnych rovníc pre kryštály FPG CXS 05XL, CSS 10XL, CSS 20XL;

Nájdite riešenie systému lineárnych rovníc (neznáme v systéme rovníc, sú funkčné uzly: konfigurovateľné logické bloky, výstupné bloky výstupu, hraničné skenovacie protokoly);

Porovnajte hodnoty FPG XS 30XL Crystal, získané v predchádzajúcom odseku, s hodnotou IO kryštálu získaného pomocou ACR;

Porovnať výstupné hodnoty pre rôzne kryty;

Formulovať záver o platnosti výpočtov;

Pri získavaní uspokojivej náhody zlyhania zlyhania (od 10% do 20%), zastavenia výpočtov;

S veľkou diskrétnosťou výsledkov výpočtu je opravená počiatočná korekcia údajov.

V súlade s Zdrojové údaje na výpočet prevádzkových IO FPG sú: výrobná technológia, počet ventilov, spotreba energie, teplota prehriatia chladiča vzhľadom na životné prostredie, typ tela, počet telesných záverov, tepelného odolnosti kryštálového zboru, úroveň Kvalita výroby, prevádzka zariadenia, v ktorej sa uplatňuje PLCE.

Všetky zdroje údajov, okrem spotreby energie, teplota kryštálovej prehriatia a skupine prístrojovej skupiny. Spotreba energie možno nájsť buď v technickej literatúre, alebo výpočtom alebo meraním na doske. Teplota prehriatia životného prostredia vzhľadom na životné prostredie je ako produkt spotrebovanej energie a kryštalické puzdro tepelného odporu. Nástroj prevádzky zariadenia je uvedený v technických podmienkach zariadenia.

Počiatočné údaje pre výpočet prevádzkovej intenzity odkazov na PLIT XSS 05XL, CSS 10XL, CSS 20XL, XSS 30XL sú uvedené v tabuľke 5.

Tabuľka 5. Pôvodné údaje

Zdroj	Tyobominal Plis
	XS 05XL	XS 10XL	XS 20xl.	Xs 30xl
Technológia výroba
Maximálny počet protokolov jasné ventily
Číslo konfrontu logika. Bloky, n CLB
Počet použitých vstupov / výstupov, n b / out
Typ škrupiny	Vqfp.	Tqfp.	Pqfp.	Pqfp.
Počet záverov tela
Bezpečnosť tepla Crys-vysoká - prípad, 0 c / w
Otázka úrovne výroby	Obchodný
Prístroje na operačnú skupinu

Ak chcete určiť teplotu prehriatia kryštálu vzhľadom na teplotu okolia, je potrebné nájsť energiu spotrebovaný pre každý čip.

Vo väčšine integrovaných obvodov CMOS je takmer všetok rozptýlený výkon dynamický a je určený nabitím a vypúšťaním vnútorných a vonkajších nákladných nádrží. Každý záver v mikroobvodí rozptýli výkon podľa svojej kapacity, ktorý je konštantný pre každý typ výstupu, a frekvencia, pri ktorej sa každé výstupné spínače môžu líšiť od frekvencie hodín mikrocibutu. Všeobecný dynamický výkon je množstvo výkonu rozptýlené na každom produkte. Na výpočet sily, musíte poznať počet prvkov používaných v PLIS. V prípade rodiny Spartan, hodnoty aktuálneho spotreby prúdu vstupu / výstupu (12MA) s zaťažením 50 PF, napájacieho napätia 3,3 a maximálnu frekvenciu FPGA 80 MHz. Za predpokladu, že spotreba energie je určená počtom vstupov / výstupu spínania blokov (ako najmocnejších spotrebiteľov energie), a z dôvodu nedostatku experimentálnych údajov o spotrebe energie odhadujeme, že napriek tomu spotrebuje každá FPGA vzhľadom na to, že 50% Zo vstupných / výstupných blokov sú súčasne prepnuté niektoré pevné frekvencie (pri výpočte frekvencie sa zvolili 5-krát nižšie ako maximum).

Tabuľka 6 ukazuje hodnoty výkonu spotrebovaného z PLIZ a teploty prehriatia kryštálov v porovnaní s telesom mikroobvodov.

Tabuľka 6. Výkon spotrebovaný Byplla

	XS 05XL	XS 10XL	XS 20xl.	Xs 30xl
Spotrebovaný power, W
Teplota krištáľovej prehriatia, 0 S

Vypočítajte hodnoty koeficientov v rovnici (1):

λ e \u003d (s 1 π T + s 2 π e) q q l

Koeficienty π T, C 2, π E, π Q, π l sú vypočítané na ASR. Koeficienty s 1 Nájsť použitie aproximácie hodnôt koeficientu C 1 uvedeným na ACR pre plochy rôznych stupňov integrácie.

Hodnoty koeficientu C 1 pre FPGA sú uvedené v tabuľke 7.

Tabuľka 7. Hodnoty koeficientu s 1

Počet ventilov v PLIS	Hodnoty koeficientu s 1
Až 500.	0,00085
Od 501 do 1000.	0,0017
Od roku 2001 do 5000	0,0034
Od 5001 do 20 000	0,0068

Potom pre maximálny počet ventilov FPS CSS 05XL, XSS 10XL, CSS 20XL, XSS 30XL získavame hodnotu koeficientu C1, 0,0034, 0,0048, 0,0068, 0,0078, resp.

Hodnoty koeficientov π T, C 2, π E, π Q, π l, hodnoty kryštálov a kryštálov IO, ako aj prevádzkové hodnoty iO čipuXSS 05XL, CSS 10XL, CSS 20XL, CSS 30XL uvedené v tabuľke 8.

Tabuľka 8. Prevádzkové hodnoty IO PLIS

Označenie a názov koeficientov	Hodnoty koeficientov
	XS 05XL	XS 10XL	XS 20xl.	Xs 30xl
π T.	0,231	0,225	0,231	0,222
S 2	0,04	0,06	0,089	0,104
π E.
π Q.
π L.
Intenzita zlyhania stojana Cree,λkr \u003d. C1 π t π q π l * 10 6 1 / h	0,0007854	0,0011	0,00157	0,0018
Intenzita poruchy CORUSAλkorp \u003d C 2 π E π q l * 10 6 1/ hodina			0,445	0,52
Operačný zlyhanieλe * 10 6 1 / h	0,2007854	0,3011	0,44657	0,5218

Nájdite hodnoty konfigurovateľných logických blokov λ CLB, blokov / výstupných blokov λ w / out a logika hraničnej skenovaniaλ jtag pre pls XSS 05XL, XSS 10XL, HSS 20XL . Urobte to systém lineárnych rovníc:* S 05 XL - IO Crystal, počet konfigurovateľných logických blokov, počet vstupných / výstupných blokov pre FPGA XSS 05XL;

λkr XC S 10 XL, N CLB XC S 10 XL, N B / You XS S 10 XL - IO Cryssal, počet konfigurovateľných logických blokov, počet blokov vstup / výstup pre PLIT XSS 10XL, resp.

ΛKr XC S 20 XL, N CLB XC S 20 XL, N B / You XS S 20 XL - IO Crysal, počet konfigurovateľných logických blokov, počet vstupných / výstupných blokov pre PLIT XSS 20XL, resp.

Substeru do systému rovníc IO kryštály, počet konfigurovateľných logických blokov a vstupných / výstupných jednotiek, získavame: 0,00157 * 10 -6 \u003d 400 * λ CLB + 160 * λ и х / out + λ jtag

Systém troch lineárnych rovníc s tromi neznámymi má jediné riešenie:

λ CLB \u003d 5,16 * 10 -13 1 / h;λ w / out \u003d 7,58 * 10 -12 1 / h; λ. JTAG \u003d 1 498 * 10 -10 1/7.

12.1.2. Skontrolujte výsledky výpočtu

Ak chcete overiť získaný roztok, vypočítal IO kryštál FPGXS S 30 XL XKR XS S 30 XL Použitie nájdených hodnôtλ CLB, λ и х / out, λ jtag.

Analogicky so systémovými rovnicamiλkr XS S 30 xL 1 sa rovná:

Λkr XS S 30 XL 1 \u003d λ BBB * n CLB XS S 30 XL + λ w / out * n q / you XS S 30 xL + λ jtag \u003d

576* 5,16*10 -13 + 192*7,58*10 -12 + 1,498 * 10 -10 \u003d 0,0019 * 10 -6 1/ hodiny.

Hodnota IO kryštálu získaného použitím ASRN je rovná (tabuľka 9): 0,0018* 10 -6. Percento týchto hodnôt je: (Λkr xc S 30 xL 1 - λkr xc S 30 xL) * 100% / λkr xc S 30 xL 1 ≈ 5%.

AO jedného výstupu získaného rozdelením IO na počet záverov v puzdrách pre FPGA XSS 05 XL, XS S 10 XL, XS S 20 XL, XS S 20 XL , rovný 0,002 x 10-6, 0,00208 * 10 -6, 0,0021 x 10-6, 0,0021 * 10 -6, resp. viac ako 5%.

Rozdiel v hodnotách účtovníctva približne 5% je určený, pravdepodobne prijatý pri výpočte približných hodnôt disperznej kapacity, a v dôsledku toho nepresné hodnoty koeficientovπ T, ako aj prítomnosť nezdanlivých prvkov FPG, informácie o tom, ktoré chýba v dokumentácii.

Doplnok obsahuje blok výpočtu a testovanie intenzít porúch funkčných oblastí FPG.

13. Závery

1. Odporúča sa metódou hodnotenia funkčných uzlov integrovaných obvodov.

2. Umožňuje počítať:

a) pre pamäťové schémy - IO úložné zariadenia, pamäťové bunky, dekodéry, riadiace obvody;

b) pre mikroprocesory a mikrokontroléry - IO úložné zariadenia, registre, ADCS, DAC a na základe ich základu funkčných blokov;

c) Pre programovateľné logické integrované obvody - IO, ktoré sú zahrnuté v nich bloky rôznych funkčných účelov - konfigurovateľných logických blokov, vstupných / výstupných jednotiek, pamäťových buniek, JTAG a na základe ich funkčných blokov.

3. Spôsob kontroly vypočítaných hodnôt IO funkčných uzlov.

4. Uplatňovanie testovanej metodiky, vypočítané hodnoty funkčných zostáv integrovaných obvodov, ukázali primeranosť navrhovaného prístupu na vyhodnotenie IO.

žiadosť

Blockey Schéma na výpočet zlyhaní intenzity funkčných uzlov FPGA

Literatúra

PORTER D.C, FINKE W.A. Charakterizácia reability Predikcia IC. Pads-TR-70, str.232.

Vojenská príručka 217f. "Reability Predikcia elektronických zariadení". \\ T Katedra obrany, Washington, DC 20301.

“Automatizovaný systém Výpočet spoľahlivosti ", vyvinutý 22CNII Ministerstva obrany Ruskej federácie s účasťou Renie" Electronstantart "a JSC" StandoreLektro ", 2006

"Semiconductor Storage zariadenia a ich použitie", v.p.andreyev, v.v. Baranov, N.V. Bekin a kol.; Upravil Gordonov. M. Rádio a komunikácia. 1981.-344.

Vývojové vyhliadky počítačové vybavenie: B. 11 kN: Ref. Manuál / Upravil YU.M.MIRNOVA. KN. 7: "Semiconductor Storage Devices", A.b.akinfiyev, V.I. Mironetsev, GD Sofia, V.V. Titsrkin. - M.: Vyššie. SHK. 1989. - 160 p.: IL.

"Súčasťou bis stálych skladovacích zariadení", O.A.Petrosyan, I.Y.Kozyr, L.A. Koldov, Yu.i.schetinin. - m.; Rádio a komunikácia, 1987, 304 p.

"Spoľahlivosť prevádzkových úložných zariadení", počítač, Leningrad, Energoisdat, 1987, 168 p.

Tiier, T.75, IP.9, 1987.

Xilinx. Programovateľná logika. Dátum knihy 2008http: www.xilinx.com.

"Sektor elektronických súčiastok", Rusko-2002G - M.: Vydavateľstvo "DODECA-XXI", 2002.

DS00049R-Page 61  2001 MICROCHIP Technology Inc.

TMS320VC5416 Procesor s pevným bodom, dátový manuál, číslo literatúry SPRS095K.

Firmy CD-ROM Integrovaná technológia zariadenia.

Holtec Semiconductor CD-ROM.

skúška

3. Výpočet intenzity poruchy

Vypočítajte intenzitu porúch pre zadané hodnoty T a T

Kontrolný subsystém obsahuje bloky spojené série K (obr.3.1).

Obrázok 3.1 - Elektronická schéma pripojenia bloku

Intenzita poruchy sa vypočíta vzorcom (3.1).

kde je štatistická pravdepodobnosť zlyhania zariadenia na intervale (t, t + dt)

P (t) -beverness bezproblémová práca zariadenia;

DT \u003d 3 · 103 hodín. Interval pozorovania prijatý skôr v práci;

Definuje štatistickú pravdepodobnosť zlyhania zariadenia v danom intervale (12,5 · 103H) z tabuľky (2.1) a nájdem intenzitu zlyhania;

Za predpokladu, že intenzita zlyhania sa nemení počas celej životnosti objektu, t.j. L \u003d CONST, potom je operácia k zlyhaniu distribuovaná cez exponenciálny zákon a pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky bloku v tomto prípade je stanovená vzorcom (3.2)

A priemerné blokovanie bloku k zlyhaniu sa stanoví vzorcom (3.3)

Intenzita zlyhania subsystému LP (T) vytvoreného z K-sekvenčných blokov, zistenie vzorca (3.4)

Keďže všetky bloky majú rovnaký systém zlyhania, definujem podľa vzorca (3.5)

Pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky subsystému určuje podľa vzorca (3.6)

Priemerný čas na zlyhanie subsystému definuje podobne podľa vzorca (3.3)

Výsledky výpočtu závislostí pravdepodobnosti bezproblémovej prevádzky jedného bloku a subsystému z prevádzky, ktorú nebudeme v tabuľke 3.2

Tabuľka 3.2.

Vytváram graf závislostí a

Obrázok 3.1 - Rozvrh závislosti a. \\ T

V prípade akéhokoľvek distribúcie prevádzkového zlyhania je pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky subsystému pozostávajúceho z K-radových blokov spojených s pravdepodobnosťou bezproblémovej prevádzky týchto blokov podľa vzorca (3.7)

Ak sú bloky rovnako spoľahlivé, potom pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky subsystému definovaného vzorcom (3.8)

Vypočítam pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky subsystému počas príležitostne rovného vzorca (3.6) a (3.8) a porovnať výsledky:

Výsledky výpočtu na oboch vzorkách sú rovnaké.

Ak chcete vyriešiť praktické úlohy na organizáciu cestnej premávky, môžu byť odporúčania použité na výber hodnôt núdzových koeficientov uvedených v tabuľke 2.2 ...

Analýza bezpečnosti cestnej premávky vaninského okresu územia Khabarovska

Na výpočet priemernej ročnej dennej intenzity sa použijú prechodné koeficienty z AUC42 - 87 / /. Výpočet je vyrobený vzorcom: (2.3), kde: intenzita dopravy za hodinu ...

Spoľahlivosť neštandardných produktov lietadiel

Bezproblémová prevádzka klimatizačného systému lietadla

Vzdialenosť medzi extrémnymi časťami na konštruovaných časových diagramoch určuje rozsah, ktorý hodnota je rozdelená do L intervalu a prierezové časti diagramu zodpovedajúce intervalom hraniciach sa vykonávajú ...

Posúdiť skutočné zaťaženie križovatky dopravou na použitie absolútnej hodnoty intenzity nesprávne, pretože neberie do úvahy zloženie dopravných tokov (TP) ...

Modelovanie dopravného toku grinchilds a Greenberg

Výstavba hlavnej tabuľky podľa hlavnej rovnice dopravného toku: n \u003d K V, (4.1), kde n je intenzita dopravného toku, auth. / h; K - hustota, auth. / km; V - Rýchlosť, km / h. S známym prickerom a vcclikzom zo vzorca (4.1), vyjadrujeme: KCCIK \u003d NCIKL / VC, (4 ...

Organizovanie bezpečnosti v cestnej doprave

Intenzita zmiešaného pohybu prúdov je určená vzorcom: kde IIJ je prichádzajúci transportný prúd podľa I-TH smeru súčaru JTH zložky,% K je percento typu transportu zahrnutej v odhadovanom prúde. .

Cestná doprava

Intenzita pohybu vozidla v smere vo vyššie uvedených jednotkách NDR sa stanoví vzorcom: (1), kde NI je daná intenzita pohybu podľa I-TH smeru, AUT / H; I je číslo smerovania; RL, RG ...

Základy teórie spoľahlivosti a diagnostiky

Intenzita poruchy (L), tisícka KM-1, - podmienená hustota pravdepodobnosti poruchy zlyhania aktuálneho kolektora L -13U, určená na posudzovaný čas za predpokladu, že pred týmto momentom sa zlyhanie nezobrazilo ...

Vyhodnotenie spoľahlivosti otočného a lanového stroja Značka 1K62 CJSC "AV'AR AIRLINES"

Strom zlyhania alebo strom nehôd je komplexná grafická štruktúra, ktorá je základná verbálne - grafický móda Analýza vzniku nehody z sekvencií a kombinácií chýb a zlyhaní prvkov systému ...

Križovatky ul. Leithesin - ul. Revolúcia

Výpočet intenzity sa vykonáva samostatne pre chodcov a transportných tokov, pre každý smer pohybu. Na zadanom stave UDS, je potrebné vypočítať počet vozidiel (TC) a chodcov, ktorí prechádzajú cez križovatku ...

Platba optimálne číslo Mechanizácia na letisku Cargo Courtyard

Intenzita tečúceho prúdu typu I z skladu odletu na boku :, [paleta / min], kde - maximálne množstvo zásielok v hodinkách "vrchol", deň "vrchol", mesiaca "vrchol", t / h; - koeficient s prihliadnutím na dlhé a ťažké zaťaženie (0,85-0 ...

Oprava zariadení elektrickej centralizácie riadenia šípok Železnica

Šípky spolu s elektrickými pohonmi na nich sú základné elektrické centralizačné uzly. Zlyhanie šípok môže minimalizovať spoľahlivosť akéhokoľvek centrarizačného systému a viesť k najzákladnejším dôsledkom ...

Electric Locomotive Control Circuit Diagnostics System

Zlepšenie organizácie Údržba Nákladné vozne

Počiatočné údaje pre výpočet sú uvedené v tabuľke 2.1 Tabuľka 2.1 - Počet zlúčenín, ktoré nasledovali v oblasti pinsk zhabinky a počet automobilov ako súčasť indikátora mesiaca 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4.5 4, \\ t 6 5,1 5, 5 5.8 4.8 4.7 4.1 3 ...

Časť 1.

Úvod
Vývoj moderných zariadení sa vyznačuje výrazným zvýšením jeho zložitosti. Komplikácia spôsobuje zvýšenie záruky včasnosti a správnosti riešenia problémov.
Problém spoľahlivosti vznikol v 50-tych rokoch, keď začal do účinnosti proces rýchlej komplikácie systémov a nové predmety začali. V tejto dobe boli vytvorené prvé publikácie, ktoré definujú pojmy a definície týkajúce sa spoľahlivosti [1] a bol vytvorený spôsobom posudzovania a výpočtu spoľahlivosti zariadení podľa pravdepodobnostných štatistických metód.
Vyšetrovanie správania zariadenia (objekt) počas prevádzky a hodnotenia jeho kvality určuje jeho spoľahlivosť. Termín "vykorisťovanie" pochádza z francúzskeho slova "vykorisťovanie", čo znamená, že prínos alebo prospech z čohokoľvek.
Spoľahlivosť - Vlastnosť objektu Vykonajte zadané funkcie, udržiavajte hodnoty inštalovaného prevádzkového výkonu v zadaných limitoch.
Ak chcete kvantifikovať spoľahlivosť objektu a plánovania prevádzky, sa používajú špeciálne vlastnosti - indikátory spoľahlivosti. Dovoľujú nám vyhodnotiť spoľahlivosť objektu alebo jeho prvky v rôznych podmienkach av rôznych štádiách prevádzky.
Podrobnejšie informácie o spoľahlivosti nájdete v GOST 16503-70 - "Priemyselné výrobky. Nomenklatúra a charakteristiky hlavných ukazovateľov spoľahlivosti", GOST 18322-73 - "Systémy údržby a opravy technológie. Podmienky a definície. ", GOST 13377-75 -" Spoľahlivosť v technike. Podmienky a definície. "

Definície
Spoľahlivosť - Vlastnosť [NEXT - (S)] Objekt [ďalej len (OB)] Vykonajte požadované funkcie, udržiavanie jeho prevádzkového výkonu počas určitého časového obdobia.
Spoľahlivosť je komplexná, ktorá kombinuje koncepciu pracovnej kapacity, spoľahlivosti, trvanlivosti, udržiavateľnosti a bezpečnosti.
Výkon - je stav, o ktorom je schopný vykonávať svoje funkcie.
Neetytabilita - S cieľom udržať jeho výkon na určitý čas. Udalosť, ktorá narúša výkonnosť OB, sa nazýva odmietnutie. Samo-konfigurácia sa nazýva zlyhanie.
Trvanlivosť - Je potrebné zachovať svoju výkonnosť pred konečným štátom, keď jeho vykorisťovanie stáva nemožné pre technické, ekonomické dôvody, bezpečnostné podmienky alebo potrebu prepracovania.
Udržiavateľnosť - Určuje prispôsobivosť upozornenia a detekcie porúch a zlyhaní a eliminuje ich prostredníctvom opravy a údržby.
Udalosť - Je potrebné neustále udržiavať jeho výkon počas a po údržbe a údržbe.

Spoľahlivosť hlavných ukazovateľov
Hlavnými indikátormi spoľahlivosti je pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky, intenzity porúch a priemernej prevádzky k zlyhaniu.
Pravdepodobnosť bezproblémovej práce P (t) predstavuje pravdepodobnosť, že v stanovenom časovom období T., odmietnutie nevznikne. Tento ukazovateľ je určený pomerom počtu prvkov, problém - voľne vypracovaný až do okamihu času T. Na celkový počet prvkov o funkcii v počiatočnom okamihu.
Intenzita poruchy l (t) - Toto je počet zlyhaní N (t) Prvky času na jednotku, priradené k priemernému počtu prvkov Nt. O funkčnom čase D.t.:
l (t) \u003d n (t) / (nt * d t) kde
D. t. - určený čas.
napríklad: 1000 prvkov o spracovaní 500 hodín. Počas tejto doby boli 2 prvky zamietnuté. Teda l (t) \u003d n (t) / (NT * d t) \u003d 2 / (1000 * 500) \u003d 4 * 10 -6 1 / h, t.j. Za 1 hodinu, môže odmietnuť 4. prvok z milióna.
Ukazovatele intenzity porúch zložiek sa prijímajú na základe referenčných údajov [1, 6, 8]. Napríklad je uvedená intenzita zlyhania. l (t) Niektoré prvky.

	Názov prvku	Intenzita poruchy, * 10 -5, 1 / H
	Rezistory
	Kondenzátory
	Transformátory
	Indukčné cievky
	Spínacie zariadenia
	Kombinovaná spájkovanie
	Drôty, káble
	Elektromotory	Spoľahlivosť, ako sú systémy charakterizované prúdom zlyhania L.číselne rovné súčtu intenzity porúch jednotlivých zariadení: L \u003d Ål I Vzorec vypočíta tok porúch a jednotlivých zariadení o pozostávajúcom, z rôznych uzlov a prvkov charakterizovaných jeho intenzitou poruchy. Vzorec je platný pre výpočet prúdu prietoku zlyhania N. Prvky v prípade, keď odmietnutie ktoréhokoľvek z nich vedie k zlyhaniu celého systému ako celku. Takéto pripojenie prvkov sa nazýva logicky sekvenčné alebo hlavné. Okrem toho existuje logicky paralelné pripojenie prvkov, keď výstup ich štruktúry nevedie k zlyhaniu systému ako celku. Konštakt pravdepodobnosti bezproblémovej práce P (t) a prúd zlyhania L. : P (t) \u003d exp (- d t) Je to zrejmé, že 0A 0< P (t )<1 a p (0) \u003d 1,ale p (¥) \u003d 0 Stredná prevádzka pred odmietnutím Do. - Toto je matematické očakávania práce OB k prvému odmietnutiu: \u003d 1 / L \u003d 1 / (Ål I) , alebo teda: L \u003d 1 / to Čas bezproblémovej prevádzky sa rovná inverznej hodnote intenzity poruchy. napríklad : Technológia elementu poskytuje priemernú intenzitu zlyhania. l I \u003d 1 * 10 -5 1 / H . Pri použití N \u003d 1 * 10 4 Základné detaily Celková intenzita poruchy l. oH \u003d. N * l i \u003d 10 -1 1 / h . Potom priemerný čas bezproblémovej práce \u003d 1 / l o \u003d 10 h. Ak spĺňate OB založený na 4 veľkých integrovaných obvodoch (BIS), potom sa priemerný čas bezproblémovej práce zvýši v N / 4 \u003d 2500-krát a bude 25 000 hodín alebo 34 mesiacov alebo približne 3 roky. Výpočet spoľahlivosti Vzorce vám umožňujú vypočítať spoľahlivosť, ak sú známe počiatočné údaje - zloženie ON, MODE A PODMIENKY jeho prevádzky, intenzita poruchy jeho zložky (prvky). Avšak, s praktickými výpočtami spoľahlivosti existujú ťažkosti z dôvodu nedostatku spoľahlivých údajov o intenzite porúch pre nomenklatúru prvkov, uzlov a zariadení. Výstup z tejto pozície poskytuje použitie metódy koeficientov. Výskyt metódy koeficientu je, že pri výpočte spoľahlivosti sa nepoužíva absolútne hodnoty intenzity poruchy l I.a koeficient spoľahlivosti ki.Viazanie l I. S intenzitou zlyhania l B. Akýkoľvek základný prvok: ki \u003d l i / l b Koeficient spoľahlivosti ki. Prakticky nezávisí od prevádzkových podmienok a pre tento prvok je konštantný, a rozdiel v prevádzkových podmienkach ku. Primeranými zmenami l B.. Rezistor je zvolený ako základný prvok teórie a praxe. Indikátory spoľahlivosti komponentov sa prijímajú na základe referenčných údajov [1, 6, 8]. Napríklad sú uvedené koeficienty spoľahlivosti ki. Niektoré prvky. V Tab. 3 znázorňuje koeficienty prevádzkových podmienok ku. Pracuje pre niektoré typy zariadení. Účinok na spoľahlivosť prvkov hlavných destabilizačných faktorov - elektrické zaťaženie, teplota okolia - sa berie do úvahy zavedením korekčných koeficientov A.. V Tab. 4 znázorňuje koeficienty podmienok A. Funguje pre niektoré typy položiek. Účtovníctvo vplyvu ďalších faktorov - prašnosť, vlhkosť atď. - Vykonáva sa korekciou intenzity porúch základného prvku pomocou korekčných koeficientov. Výsledný koeficient spoľahlivosti prvkov OB, pričom zohľadní korekčné faktory: \\ t ki "\u003d A1 * A2 * A3 * A4 * KI * KU, Kde Ku. - nominálna hodnota prevádzkových podmienok Ki. - faktor spoľahlivosti menovitej hodnoty A1 - koeficient vzhľadom na účinok elektrického zaťaženia U, I alebo P A2. - koeficient vzhľadom na účinok teploty média A3. - koeficient zníženia zaťaženia z nominálnej cez U, I alebo P A4. - Pomer použitia tohto prvku, pracovať na všeobecnej úrovni Prevádzkové podmienky Koeficient podmienok Laboratórne podmienky Stacionárne vybavenie: Interiér Vonkajší Mobilné vybavenie: Doprava Automobilový priemysel Vyškolený Názov prvku a jeho parametrov Koeficient na zaťaženie Rezistory: Napätím Napájanie Kondenzátory Napätím Reaktívnym výkonom Priamy prúd Cez opačné napätie Transfitickou teplotou Súčasným zberateľom Napätím. Zberač Eminter. Pre rozptýlenie energie Postup výpočtu je nasledovný: 1. Určite kvantitatívne hodnoty parametrov charakterizujúcich normálnu prevádzku softvéru. 2. Vytvorte hlavnú schému prvku na určenie pripojenia prvkov, keď vykonávajú špecifikovanú funkciu. Pomocné prvky používané pri vykonávaní funkcie alebo funkcie sa neberú do úvahy. 3. Počiatočné údaje sú definované na výpočet spoľahlivosti: typ, množstvo, menovité dátové prvky režim prevádzky, teploty a iné parametre pomer použitia prvkov systém operačného koeficientov základný prvok sa stanoví l B. a intenzita zlyhania l B." podľa vzorca: ki "\u003d 1 * A 2 * A 3 * A 4 * KI * KU Stanoví sa koeficient spoľahlivosti 4. Hlavné ukazovatele indikátorov spoľahlivosti sa určia s logicky postupným (hlavným) pripojením prvkov, uzlov a zariadení: pravdepodobnosť bezproblémovej práce: P (t) \u003d exp (- l b * až *) kde Ni - počet identických prvkov v n - celkový počet prvkov okolo hlavného pripojenia práca na zlyhaní: \u003d 1 / (l b *) Ak v schéme existujú oblasti s paralelným spojením prvkov, potom výpočet indikátorov spoľahlivosti je vyrobený samostatne pre tieto prvky a potom asi ako celok. 5. Nájdené indikátory spoľahlivosti sa porovnávajú s požadovanými. Ak nie ste v súlade, potom sa prijímajú opatrenia na zlepšenie spoľahlivosti (). 6. Prostriedky na zlepšenie spoľahlivosti sú: - Zavedenie nadbytočnosti, ktoré sa stane: interelement - Aplikácia spoľahlivejších prvkov Štrukturálne rezervácie - všeobecné alebo oddelené Príklad výpočtu: Vypočítajte hlavné indikátory výkonu pre ventilátor na asynchrónne elektromotor. Systém je uvedený na. Pre spustenie m zatvárania QF a potom SB1. KM1 dostane jedlo, práce a so svojimi kontaktmi KM2 sa pripája k zdroju napájania a pomocným kontaktom je vypnutie SB1. Pre vypnutie M slúži SB2. Ochrana M využíva Fa a termálne relé KK1 s KK2. Ventilátor pracuje v uzavretej miestnosti v T \u003d 50 C v dlhom režime. Na výpočet metódy koeficientu pomocou koeficientov spoľahlivosti komponentu obvodu. Prijímame intenzitu odrazu základného prvku l B \u003d 3 * 10 -8. Na základe koncepcie systému a jeho analýzy urobíme základný systém pre výpočet spoľahlivosti (). V schéme výpočtu sú zahrnuté komponenty, ktorých odmietnutie vedie k úplnému zlyhaniu zariadenia. Počiatočné údaje Znížujeme. Základný prvok, 1 / h l B. 3*10 -8 Koef. Prevádzkové podmienky Intenzita poruchy l b ' l B * KU \u003d 7,5 * 10 -8 Pracovný čas, h Koncepcia prvku Prvok schémy výpočtu Počet prvkov Koef. spoľahlivosť Koef. Naložiť Koef. Elektrická záťaž Koef. Teplota Koef. Zásielky pre výkon Koef. Použitie CoEfova práca. A. Koef. spoľahlivosť S (Ni * Ki ') Práca na odmietnutie, H 1 / [l b '* s (Ni * ki')] \u003d 3523,7 Pravdepodobnosť e [- L B '* až * S (NI * KI')] \u003d 0,24 Podľa výpočtu je možné vyvodiť závery: 1. Práca pred zlyhaním zariadenia: až \u003d 3524 h. 2. Pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky: p (t) \u003d 0,24. Pravdepodobnosť, že v stanovenej dobe prevádzky T v určených pracovných podmienkach zlyhá. Súkromný prípad výpočtu spoľahlivosti. 1. Objekt (ďalej len OB) pozostáva z n blokov pripojených v sérii (). Pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky každého bloku p. Nájdite pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky P systému ako celku. Rozhodnutie: P \u003d p n 2. OB sa skladá z n blokov pripojených paralelne (). Pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky každého bloku p. Nájdite pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky P systému ako celku. Rozhodnutie: P \u003d 1- (1- p) 2 3. OB sa skladá z n blokov pripojených paralelne (). Pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky každého bloku p. Pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky spínača (P) P1. Nájdite pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky P systému ako celku. Rozhodnutie: P \u003d 1- (1-p) * (1-p1 * p) 4. OB sa skladá z n blokov (), s pravdepodobnosťou bezproblémovej prevádzky každého bloku P. S cieľom zvýšiť spoľahlivosť prebiehajúcej duplikácie, stále rovnaké bloky. Nájdite pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky systému: s duplikáciou každého PA bloku s duplikáciou celého systému PB. Rozhodnutie: Pa \u003d n pb \u003d 2 5. OB sa skladá z n blokov (pozri obr. 10). S dobrou pravdepodobnosťou bezproblémovej prevádzky U1 \u003d P1, U2 \u003d P2. Ak je pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky U1 \u003d P1 ", U2 \u003d P2" je chybná. Pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky C \u003d PS. Nájdite pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky P systému ako celku. Rozhodnutie: P \u003d ps * + (1- PS) * 9. OB sa skladá z 2 uzlov U1 a U2. Pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky pre tzty T: U1 P1 \u003d 0,8, U2 P2 \u003d 0,9. Po čase nie je nekalé. Nájsť pravdepodobnosť, že: - H1 - Chybné U1 Uzol - H2 - Chybné U2 uzol - H3 - Chybné uzly U1 a U2 Riešenie: Je samozrejme, že keď obe uzly nefungujú. Udalosť A \u003d H1 + H2 + H3 A priori (počiatočné) pravdepodobnosti: - P (H1) \u003d (1-p1) * p2=(1-0.8)*0.9=0.2*0.9=0.18 - P (H2) \u003d (1-p2) * p1=(1-0.9)*0.8=0.1*0.8=0.08 - P (H3) \u003d (1-p1) * (1-p2)=(1-0.8)*0.9=0.2*0.1=0.02 - A \u003d I \u003d 1 Å 3 * P (HI) \u003d P (H1) + P (H2) + P (H3)=0.18+0.08+0.02=0.28 Pravdepodobnosť aposterinácie (konečných): - p (H1 / A) \u003d P (H1) /A\u003d0.18/0.28\u003d0.643 - p (H2 / A) \u003d P (H2) /A\u003d0.08/0.28\u003d0.286 - p (H3 / A) \u003d p (H3) / A \u003d 02/02 / 0,28 \u003d 0,071 10. OB sa skladá z M blokov typu U1 a N blokov typu U2. Pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky pre t každý blok U1 \u003d P1, každý blok U2 \u003d P2. Pre prácu, stačí, že každý 2-A blok práce typu U1 pracuje počas t a zároveň 2-A blok typu U2. Nájdite pravdepodobnosť bezproblémovej práce. Riešenie: Udalosť A (bezproblémová práca OB) Existuje produkt 2 udalostí: - A1 - (najmenej 2 M bloky práce typu U1) - A2 - (aspoň 2 z n blokov práce typu U2) Číslo X1 pracujúcich bohužiaľ blokov typu U1 je náhodná premenná, distribuovaná binomickým zákonom s parametrami M, P1. Udalosť A1 je, že X1 bude mať hodnotu aspoň 2, takže: P (A1.) \u003d P (x1\u003e 2) \u003d 1-p (x1<2)=1-P(X1=0)-P(X1=1)=1- (G1 M + M * G2 M-1 * P1), kde g1 \u003d 1-p1 podobne : P (A2) \u003d 1- (G2N + N * G2 N-1 * P2), kde g2 \u003d 1-p2 Pravdepodobnosť bezproblémovej práce o: R.\u003d P (a) \u003d p (A1) * p (A2) \u003d * , kde g1 \u003d 1-p1, g2 \u003d 1-p2 11. OB sa skladá z 3 uzlov (). V uzle U1 N1 prvkov s intenzitou poruchy L1. V uzle U2 prvkov s intenzitou poruchy L2. V uzle U3 prvkov s intenzitou poruchy L2, pretože U2 a U3 sa navzájom duplikujú. U1 zlyhá, ak odmietla aspoň 2 prvky. U2 alebo u3, pretože Duplikovať, zlyhanie, ak odmietli aspoň jeden prvok. OH zlyhá, ak spolu zamietnutú U1 alebo U2 a U3. Pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky každého prvku p. Nájdite pravdepodobnosť, že počas t, neuskutočňuje. Pravdepodobnosť zlyhania u 2 a u 3 sú rovnaké: R2 \u003d 1- (1-p2) N2 R3 \u003d 1- (1-p3) N3 Pravdepodobnosť zlyhania celkovo: R \u003d R1 + (1-R1) * R2 * R3 Literatúra: Malinsky vd. a iné. Skúšky rádiového zariadenia, "Energia", 1965 GOST 16503-70 - "Priemyselné produkty. Nomenklatúra a charakteristiky základných ukazovateľov spoľahlivosti." Shirokov A.M. Spoľahlivosť rozhlasových elektronických zariadení, M, vyššia škola, 1972 GOST 18322-73 - "Systémy údržby a opravy technológie. Podmienky a definície." GOST 13377-75 - "Spoľahlivosť v technike. Podmienky a definície". Kozlov B.A., USHAKOV I.A. Príručka na výpočet spoľahlivosti rádiovej elektroniky a automatizačného zariadenia, m, sov. Rádio, 1975 Perprote A.I., Storchak M.A. Otázky spoľahlivosti Rea, M, Sov. Rádio, 1976 Levin B.R. Teória spoľahlivosti rádiových inžinierskych systémov, m, sovy. Rádio, 1978 GOST 16593-79 - "Elektrické jednotky. Podmienky a definície". I. BRAGIN 08.2003

Intenzita zlyhania Nazýva sa pomer počtu nezmernení zariadenia na jednotku času na priemerný počet vzoriek, ktorý pracuje v danom časovom období, za predpokladu, že odmietnuté vzorky nie sú obnovené a nie sú nahradené dobrým.

Táto charakteristika je indikovaná. Podľa definície

kde n (t) je počet odmietnutých vzoriek v časovom intervale; - časový interval, - priemerný počet pracovných vzoriek v intervale; N I je počet pracovných vzoriek na začiatku intervalu, n i +1 je počet pracovných vzoriek na konci intervalu.

Výraz (1.20) je štatistická definícia intenzity poruchy. Pre pravdepodobnostnú reprezentáciu tejto charakteristiky vytvoríme vzťah medzi intenzitou poruchy, pravdepodobnosťou bezproblémovej prevádzky a frekvenciou porúch.

Náhradu výrazu pre N (t) z vzorcov (1.11) a (1.12) na výraz (1,20). Potom dostaneme:

.

Vzhľadom na výraz (1.3) a skutočnosť, že n cf \u003d n 0 - n (t), nájdeme:

.

Ašpirovanie na nulu a presun na limit, dostaneme:

. (1.21)

Integrácia výrazu (1.21), dostaneme:

Vzhľadom k tomu, na základe výrazu (1.21) dostaneme:

. (1.24)

Výrazy (1.22) - (1.24) stanovujú vzťah medzi pravdepodobnosťou bezproblémovej prevádzky, frekvenciou porúch a intenzitou zlyhania.

Výraz (1.23) môže byť pravdepodobnostný definíciu intenzity poruchy.

Intenzita zlyhania ako kvantitatívnej charakteristiky spoľahlivosti má rad výhod. Je to funkcia času a umožňuje vizuálne vytvoriť charakteristické oblasti zariadenia. To si môže dovoliť výrazne zvýšiť spoľahlivosť zariadenia. V skutočnosti, ak je známy čas práce (t 1) a koniec pracovného času (t 2), potom je rozumné nastaviť čas tréningu zariadenia pred začatím

pred opravami. To vám umožní znížiť počet porúch počas prevádzky, t.j. V konečnom dôsledku vedie k zvýšeniu spoľahlivosti zariadenia.

Intenzita poruchy ako kvantitatívna charakteristika spoľahlivosti má rovnakú nevýhodu ako frekvencia porúch: Umožňuje vám jednoducho jednoducho charakterizovať spoľahlivosť zariadenia len pred prvým zlyhaním. Preto je to vhodná charakteristika spoľahlivosti systémov jednorazového použitia a najmä tých najjednoduchších prvkov.

Podľa známej charakteristiky sú zvyšok kvantitatívnych charakteristík spoľahlivosti najviac definované.

Zadané vlastnosti intenzity poruchy umožňujú, aby boli považované za hlavnú kvantitatívnu vlastnosť spoľahlivosti najjednoduchších prvkov elektroniky.

Existujú pravdepodobnostné (matematické) a štatistické ukazovatele spoľahlivosti. Matematické ukazovatele spoľahlivosti sú odvodené z teoretických funkcií rozdelenia pravdepodobností porúch. Štatistické indikátory spoľahlivosti sú určené experimentálnymi spôsobmi pri testovaní objektov na základe prevádzky zariadení na štatistické údaje.

Spoľahlivosť je funkciou mnohých faktorov, z ktorých väčšina sú náhodné. Je zrejmé, že existuje veľký počet kritérií na posúdenie spoľahlivosti objektu.

Kritérium spoľahlivosti je znak, ktorý je hodnotená spoľahlivosťou objektu.

Kritériá a charakteristiky spoľahlivosti sú pravdepodobnostné, pretože faktory ovplyvňujúce predmet sú náhodné a vyžadujú štatistické posúdenie.

Kvantitatívne charakteristiky spoľahlivosti môžu byť:
pravdepodobnosť bezproblémovej práce;
priemerný čas bezproblémovej prevádzky;
intenzita zlyhania;
Frekvencia zlyhania;
Rôzne faktory spoľahlivosti.

1. Pravdepodobnosť bezproblémovej práce

Slúži ako jeden z hlavných ukazovateľov pri výpočte spoľahlivosti.
Pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky objektu sa nazýva pravdepodobnosť, že uloží svoje parametre v rámci stanovených limitov na určité časové obdobie za určitých podmienok prevádzky.

V budúcnosti sa domnievame, že vykorisťovanie objektu sa vyskytuje nepretržite, trvanie prevádzky objektu je vyjadrené v jednotkách Time T a prevádzka, ktorá sa začala v čase t \u003d 0.
Označujú p (t) pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky objektu na dĺžku času. Pravdepodobnosť považovaná za funkciu horného hranica segmentu času sa nazýva aj funkcia spoľahlivosti.
Pravdepodobnosť Hodnotenie: p (t) \u003d 1 - Q (t), kde Q (t) je pravdepodobnosť odmietnutia.

Z rozvrhu je zrejmé, že:
1. p (t) - bez získania času;
2. 0 ≤ p (t) ≤ 1;
3. p (0) \u003d 1; P (∞) \u003d 0.

V praxi je niekedy výhodnejšia charakteristika pravdepodobnosť chybného objektu alebo možnosť odmietnutia:
Q (t) \u003d 1 - p (t).
Štatistická charakteristika pravdepodobnosti porúch: q * (t) \u003d n (t) / n

2. Frekvenčné zlyhania

Frekvencia porúch sa nazýva pomer počtu odmietnutých predmetov na ich celkový počet pred začiatkom skúšky za predpokladu, že neúspešné objekty nie sú opravené a nie sú nahradené novými, t.j.

a * (t) \u003d n (t) / (NΔt)
kde A * (t) je frekvencia porúch;
N (t) - počet zariadení zariadenia v časovom intervale od T / T / 2 až T + T / 2;
Δt - časový interval;
N - počet predmetov zapojených do testu.

Frekvencia porúch je hustota distribúcie pracovného času na jeho zlyhanie. Pravdepodobnosť definície frekvencie zlyhania A (T) \u003d -P (t) alebo (t) \u003d q (t).

Medzi frekvenciou porúch, pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky a pravdepodobnosti zlyhania v žiadnom zákone o distribúcii poruchy, existuje jednoznačná závislosť: q (t) \u003d ∫ A (t) DT.

Porucha sa interpretuje v teórii spoľahlivosti ako náhodnej udalosti. Teória je založená na štatistickej interpretácii pravdepodobnosti. Vytvorené prvky a systémy sa považujú za masové predmety patriace do jednej všeobecnej agregáty a pracujú v štatisticky homogénnych podmienkach. Keď hovoria o objekte, v podstate, v spodnej časti objektu z celkového agregátu, reprezentatívnej vzorky z tejto súhrnnosti a často celú všeobecnú populáciu.

Pre masové zariadenia je možné získať štatistický odhad pravdepodobnosti bezproblémovej prevádzky P (t) spracovaním výsledkov testov pre spoľahlivosť dostatočne veľkých vzoriek. Spôsob výpočtu hodnotenia závisí od skúšobného plánu.

Nech sa uskutočnili vzorky testy z N objektov bez výmeny a obnovy zlyhania posledného objektu. Destinátori Trvanie času pred zlyhaním každého objektu T 1, ..., t n. Potom štatistické hodnotenie:

P * (t) \u003d 1 - 1 / n ση (t-t)

kde η je jednotná funkcia Hevisida.

Pre pravdepodobnosť bezproblémovej prevádzky na určitom segmente je odhad pohodlný pre p * (t) \u003d / n,
kde n (t) je počet objektov, ktoré odmietli T.

Frekvencia porúch určených nahradením neodvolaných výrobkov z nerobí sa niekedy nazýva priemerná frekvencia porúch a označuje Ω (t).

3. Intenzita zlyhania

Intenzita zlyhania λ (t) sa nazýva pomer počtu zlyhaných objektov na jednotku času na priemerný počet objektov pôsobiacich v tomto časovom období za predpokladu, že neúspešné objekty nie sú obnovené a nie sú nahradené dobrým: λ (t) \u003d n (t) /
kde n CF \u003d / 2 je priemerný počet objektov, ktoré prevádzkovali v časovom rozsahu Δt;
N I je počet produktov, ktoré prevádzkovali na začiatku intervalu Δt;
N I + 1 je počet objektov, ktoré ovládané na konci časového intervalu Δt.

Skúšky zdrojov a pozorovania na veľké vzorky objektov ukazujú, že vo väčšine prípadov sa intenzita zlyhania líši v čase, ktorý nie je monotonický.

Z krivky vzťahu nedostatkov v čase, možno vidieť, že celé obdobie prevádzky objektu môže byť podmienečne rozdelené do 3 období.
I - Th Trvalé obdobie.

Zlyhania výkonnosti sú zvyčajne výsledkom prítomnosti defektov a chybných prvkov, ktorých spoľahlivosť je výrazne nižšia ako požadovaná úroveň. So zvýšením počtu prvkov v produkte, a to aj s najpodstatnou kontrolou, nie je možné úplne vylúčiť možnosť vstupu prvkov, ktoré majú určité skryté chyby. Okrem toho, chyby pri montáži a inštalácii môžu byť tiež odmietnuté, aby odmietli počas tohto obdobia, ako aj nedostatočný výnos zariadenia servisným personálom.

Fyzická povaha takýchto porúch je náhodná v prírode a odlišuje sa od náhlych zlyhania normálneho obdobia prevádzky, skutočnosť, že odmietnutie sa nemusí uskutočniť pri zvýšenom, ale s menšími zaťaženiami ("spaľovanie chybných prvkov").
Zníženie hodnoty intenzity zlyhania objektu všeobecne, s konštantnou hodnotou tohto parametra pre každý z prvkov samostatne, je presne vysvetlený "pálenie" slabých väzieb a ich nahradenie je najspoľahlivejšie. Chladičová krivka v tejto oblasti, tým lepšie: menej chybné prvky zostanú v skratke v krátkom čase.

Na zvýšenie spoľahlivosti objektu vzhľadom na možnosť trvalé zlyhania, potrebujete:
vykonávať prísnejšie odmietnutie prvkov;
vykonávať skúšky objektu na režimoch v blízkosti prevádzky a používať iba prvky, ktoré prešli testmi počas montáže;
Zlepšiť kvalitu montáže a inštalácie.

Pri testovaní sa určuje priemerná doba batérie. Pre mimoriadne dôležité prípady je potrebné niekoľkokrát zvýšiť obdobie vývoja niekoľkokrát v porovnaní s priemerom.

II - Čas - Normálna prevádzka
Toto obdobie sa vyznačuje skutočnosťou, že zlyhania náboru už skončili a zlyhania spojené s opotrebovaním ešte neprišli. Toto obdobie sa vyznačuje extrémne náhlymi zlyhania normálnych prvkov, práca na odmietnutí je veľmi veľká.

Zachovanie úrovne porúch v tomto štádiu sa vyznačuje skutočnosťou, že odopínovací prvok je nahradený rovnakými, s rovnakou pravdepodobnosťou zlyhania, a nie to najlepšie, ako sa to stalo počas presnosti.

Zamietnutie a predbežné použitie v prvkach, ktoré sú nahradené odmietnutím, má ešte väčší význam pre túto fázu.
Dizajnér má najväčšie možnosti pri riešení tejto úlohy. Často meniaci sa dizajn alebo uľahčenie prevádzkových režimov len jedného alebo dvoch prvkov poskytuje prudký nárast spoľahlivosti celého objektu. Druhým spôsobom je zlepšiť kvalitu výroby a dokonca čistotu výroby a prevádzky.

III - 1 - nosenie
Obdobie normálnej prevádzky končí, keď sa začínajú zlyhania opotrebovania. Prichádza tretie obdobie v živote produktu - opotrebované obdobie.

Pravdepodobnosť zlyhania z dôvodu opotrebovania s prístupom k životnosti životnosti.

Z anabilizovaného hľadiska systém zlyhá v tomto časovom období Δt \u003d t2 - t 1 je definovaný ako pravdepodobnosť zlyhania:

∫a (t) \u003d q 2 (t) - Q 1 (t)

Intenzita zlyhania je podmienená pravdepodobnosť, že v časovom období Δt At sa vyskytne odmietnutie za predpokladu, že sa nevyskytla λ (t) \u003d / [ΔTP (t)]
Λ (t) \u003d lim / [ΔTP (t)] \u003d / \u003d q "(t) / p (t) \u003d -P" (t) / p (t)
Pretože A (t) \u003d -P "(t), potom λ (t) \u003d A (t) / p (t).

Tieto výrazy stanovujú vzťah medzi pravdepodobnosťou bezproblémovej prevádzky, frekvenciou a intenzitou zlyhania. Ak je (t) funkcia, ktorá nie je získaná, potom je pomer pravdivý:
Ω (t) ≥ λ (t) ≥ a (t).

4. Priemerná doba bezproblémovej práce

Priemerný čas bezproblémovej práce sa nazýva matematická čakacia doba bezproblémovej prevádzky.

Pravdepodobnosť definície: Priemerná doba bezproblémovej prevádzky sa rovná ploche pod krivkou pravdepodobnosti bezproblémovej prevádzky.

Štatistická definícia: T * \u003d σθ I / N 0
kde θ I je čas prevádzky i-th predmetu k zlyhaniu;
N 0 - počiatočný počet objektov.

Samozrejme, parameter T * nemôže plne a uspokojivo charakterizovať spoľahlivosť dlhodobých systémov, pretože je to charakteristika spoľahlivosti len na prvé zlyhanie. Spoľahlivosť dlhodobých systémov je preto charakterizovaná priemerným časom medzi dvoma susednými zlyhaniami alebo zlyhaním t cp:
t cf \u003d σθ I / n \u003d 1 / Ω (t),
kde n je počet zlyhaní pre t;
θ I - prevádzkový čas objektu medzi (I - 1) -M a I-M zlyhania.

Kresba na zlyhanie je priemerná hodnota času medzi susednými zlyhania, s výhradou obnovy zlyhaného prvku.