嵌入式系统可靠性设计技术及案例解析（第2版）

图书标准信息

• 作者 武晔卿、王广辉、彭耀光 著
• 出版社 北京航空航天大学出版社
• 出版时间 2015-11
• 版次 1
• ISBN 9787512418943
• 定价 39.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 243页
• 字数 356千字

【内容简介】

　　《嵌入式系统可靠性设计技术及案例解析（第2版）》介绍了嵌入式系统设计中，哪些地方最可能带来可靠性隐患，以及从设计上如何进行预防。内容包括：启动过程和稳态工作中的应力状态差别等可靠性基础知识及方法；降额参数和降额因子的选择方法；风扇和散热片的定量化计算选型和测试方法、结构和电路的热设计规范；PCB板布线布局、系统结构的电磁兼容措施；电子产品制造过程中的失效因素(包括EOS、ESD、MSD等)及预防、检验方法；可维修性设计规范、可用性设计规范、安全性设计规范、接口软件可靠性设计规范等方面的技术内容。同时，针对相关内容进行实际的案例分析，以使读者更好地掌握这些知识。与第１版相比，本书对嵌入式软件可靠性设计规范章节进行了重新编写，并修订了第１版中的疏漏和错误之处。

　　本书适用于交通控制、电力电子、消费电子、医疗电子、控制电子、军工产品等以电子、机电一体化为主体内容的相关技术领域，既可作为工程技术人员的技术参考书，也可作为相关专业的高

　　年级本科生、研究生、教师的设计参考书。

【作者简介】

　　武晔卿，

　　工学硕士，瑞迪航科(北京)技术有限公司，技术总监，专注于电子可靠性设计和测试技术。

　　王广辉，

　　工学学士，航天23所资深嵌入式系统副主任调试师，专注于嵌入式系统调试、可靠性分析、实验和制造工艺技术的研究。

　　彭耀光，

　　电子工程师，中北大学，专注于嵌入式软硬件系统可靠性设计与测试技术的研究。

【目录】

第0章　可靠性设计方法论            1

0．1　可靠性设计的目的            1

0．2　可靠性设计的内容            1

0．2．1　系统设计             2

0．2．2　容差设计             3

0．2．3　可靠性目标             3

0．2．4　实现手段             3

第1章　可靠性技术的基础内容           5

1．1　嵌入式系统失效率影响要素          6

1．1．1　器件选型             6

1．1．2　降　额              7

1．1．3　环境条件             8

1．1．4　机械结构因子            8

1．1．5　元器件的个数            10

1．2　嵌入式系统失效率曲线           10

1．3　嵌入式系统可靠性模型           12

1．4　可靠性与RAMS             15

1．5　工作环境条件的确定            15

1．6　容差分析与精度分配方法           17

1．7　过渡过程              20

1．8　系统方案设计             21

1．8．1　系统设计的内容            21

1．8．2　基于系统设计的故障模式与失效分析方法(DFMEA)    25

1．9　阻抗连续性              27

第2章　降额设计规范             30

2．1　降额总则              31

2．1．1　定　义              31

2．1．2　降额等级             31

2．2　电阻降额              34

2．2．1　定值电阻降额            36

2．2．2　电位器降额             37

2．2．3　热敏电阻降额            38

2．3　电容降额              38

2．3．1　固定电容器降额            40

2．3．2　电解电容器降额            40

2．3．3　可调电容器降额            41

2．4　集成电路降额             41

2．4．1　模拟集成电路降额           42

2．4．2　数字电路降额            45

2．4．3　混合集成电路降额           46

2．4．4　大规模集成电路            47

2．4．5　集成电路通用降额准则          47

2．5　分立半导体元件降额            47

2．5．1　晶体管              47

2．5．2　微波晶体管             48

2．5．3　二极管              48

2．5．4　可控硅              50

2．5．5　半导体光电器件            50

2．6　电感降额              51

2．7　继电器降额              52

2．8　开关降额              53

2．9　光纤器件降额             54

2．10　连接器降额             55

2．11　导线与电缆降额            55

2．12　保险丝降额             56

2．13　晶体降额              57

2．14　电机降额              58

2．15　补充规范              58

2．16　器件选型与降额实例           59

第3章　嵌入式硬件系统热设计规范          60

3．1　热设计基础              62

3．1．1　热流密度             63

3．1．2　热功率密度             64

3．1．3　热　阻              65

3．1．4　对流换热系数            68

3．1．5　散热方式选择            68

3．2　自然冷却设计方法            69

3．2．1　自然冷却散热计算           69

3．2．2　散热片选型             70

3．2．3　自然冷却热设计规范           72

3．3　强迫风冷设计方法            74

3．3．1　风冷散热计算            74

3．3．2　风冷散热器件选型           76

3．3．3　风冷设计规范            78

3．4　热电致冷              79

3．5　热测试技术              80

3．5．1　热测试方法             80

3．5．2　热测试要求             80

3．6　其他散热方式             82

3．6．1　液体致冷             82

3．6．2　热管导热             82

3．6．3　相变冷却             84

第4章　电子工艺设计规范            86

4．1　PCB板              86

4．1．1　PCB尺寸与形状           86

4．1．2　PCB基材             89

4．1．3　镀　层              90

4．1．4　板层数              90

4．1．5　可生产性设计            91

4．2　焊盘、过孔              91

4．2．1　焊　盘              91

4．2．2　导通孔              92

4．2．3　安装螺钉孔             92

4．3　布局规则              92

4．3．1　器件方向             92

4．3．2　器件布局             92

4．4　布线规则              95

4．4．1　PCB布线镀层            95

4．4．2　布线规则             95

4．4．3　插座引脚走线            109

4．5　标　识              109

4．5．1　标识类型             109

4．5．2　标识要求             109

4．6　可测试性设计             115

4．7　线　缆              116

4．8　板级接地措施             117

4．9　防护工艺              117

4．9．1　MSD防护             117

4．9．2　PCB三防工艺            120

4．9．3　ESD防护工艺            121

4．10　常用器件的失效机理           124

4．10．1　电阻的失效机理           124

4．10．2　电容的失效机理           124

4．10．3　IC的失效机理           127

4．10．4　磁珠磁环的选型与失效机理         129

4．10．5　接插件的失效机理           131

4．10．6　功率器件的失效机理          134

4．10．7　器件失效测试(V I 曲线)         135

第5章　电路系统安全设计规范           137

5．1　定　义              138

5．1．1　I类设备             138

5．1．2　II类设备             139

5．1．3　应用部分             140

5．1．4　漏电流             141

5．1．5　电气间隙与爬电距离          141

5．2　标记的要求             141

5．2．1　外部标记             141

5．2．2　内部标记             142

5．2．3　控制器件及仪表标记          143

5．2．4　导　线             143

5．2．5　指示灯的颜色            144

5．2．6　不带灯按钮的颜色           144

5．2．7　符　号             144

5．3　环境条件              145

5．4　对电击危险的防护            146

5．5　对机械危险的防护            150

5．6　随机文件的要求            153

5．7　电气连接              154

5．8　静电防护              154

5．9　电　晕              155

5．10　超温与防火             155

5．11　溢流和液体泼洒            155

5．12　泄漏、受潮和进液            155

5．13　清洗、消毒和灭菌            155

5．14　压力释放装置             156

5．15　中断复位              156

5．16　危险输出的防止            156

5．17　必须考虑的涉及安全方面的危险         156

5．18　单一故障的要求            157

5．19　元器件的要求             157

5．20　连接的要求             157

5．21　保护装置              158

5．22　电池和指示灯             158

5．23　控制器的操作部件            158

5．24　有电线连接的手持式和脚踏式控制装置       159

5．25　与供电网的分断            159

5．26　电源软电线             160

5．27　网电源              161

5．28　保护接地端子和连接           162

5．29　内部布线              162

5．30　绝　缘              162

5．31　过电流和过电压保护           163

第6章　嵌入式接口软件可靠性设计规范         164

6．1　概　述              165

6．1．1　定　义             165

6．1．2　一般要求             165

6．1．3　软件分级             166

6．2　编译器常见问题防护设计规范         167

6．3　代码问题防护设计规范           168

6．3．1　架构设计             169

6．3．2　可视化与简单化           171

6．3．3　代码设计规范            172

6．4　存储与变量编程及定义规范          182

6．5　软硬件接口设计规范           184

6．6　人机接口设计规范            189

6．7　报警设计规范             190

第7章　嵌入式系统EMC设计规范          195

7．1　概　述              195

7．1．1　电阻高频等效特性           196

7．1．2　电容高频等效特性           196

7．1．3　电感高频等效特性           197

7．1．4　磁环磁珠高频等效特性          198

7．1．5　导线高频等效特性           198

7．1．6　差模干扰与共模干扰          199

7．2　整机外部接口             199

7．2．1　按键面膜             199

7．2．2　电源接口             199

7．2．3　显示窗口             201

7．3　接　地              201

7．3．1　安规接地与EMC接地的区别        203

7．3．2　接地的分类            203

7．3．3　单点接地与多点接地          204

7．3．4　接地规范             206

7．4　电路板              209

7．4．1　电路原理图设计           209

7．4．2　布　线             213

7．4．3　元器件布局            214

7．4．4　安装固定             215

7．4．5　EMC元器件选型           216

7．5　接插件和电缆分类            218

7．6　机械结构              219

7．6．1　材　料             219

7．6．2　机壳喷涂工艺及接缝          219

7．6．3　机壳开口             219

第8章　嵌入式系统可维修性设计规范         222

第9章　嵌入式系统可用性设计规范          233

参考文献                244