電路設計的潛伏電路分析

2020-03-24

潛伏電路分析于1960年代中期首次引入，當時(shí)航天計劃發(fā)生了事故，它適用于對安全至關(guān)重要的系統或可能導致不可逆事件的系統。很多地區都制定了潛伏電路分析標準。作為一個(gè)電路設計師，尤其要注意潛伏電路。

潛伏電路分析疑惑

潛伏的電路分析有助于確保關(guān)鍵系統的安全。雖然我們通常從組件的角度考慮，但是潛伏電路分析僅強調設計的，非預期的操作模式，這些操作模式會(huì )影響軟件，硬件或硬件和軟件的組合，因此不會(huì )發(fā)生特定功能。讓我們停一分鐘，思考一下這個(gè)定義。

關(guān)鍵部分包括“設計中的”和“意外的操作模式”?！?span lang="EN-US"> Designed-in”告訴我們潛伏電路分析尋找設計缺陷或潛伏條件。出乎意料的是，“意外操作模式”表明由于設計缺陷而發(fā)生了一些計劃外事件。測試電路是電路設計中至關(guān)重要的過(guò)程。

潛伏電路分析的目的是發(fā)現通過(guò)其他分析方法無(wú)法發(fā)現的隱藏系統故障。這些隱藏的故障有可能導致人員傷亡，嚴重的系統故障或任務(wù)失敗。潛伏電路分析的好處是通過(guò)早期識別和控制來(lái)實(shí)現的。通過(guò)潛伏電路分析進(jìn)行的設計更改可以節省生命，停機時(shí)間和預算。

“如果有任何問(wèn)題可以解決，那將會(huì )?！?span lang="EN-US">

當用于電子電路時(shí)，潛伏電路分析會(huì )識別電路中的隱藏路徑，這些路徑可能導致不必要的動(dòng)作或阻止所需的功能。更進(jìn)一步，潛伏電路由電路設計無(wú)法預測的電氣路徑或休眠流組成。我們應該記住，復雜的電路有時(shí)會(huì )帶來(lái)意想不到的結果，而不是將潛伏電路視為設計中的錯誤。特定條件允許潛伏電路影響系統并產(chǎn)生不希望的條件或干擾所需的功能。

在電子電路方面，出現了五種潛伏條件類(lèi)別。

潛伏路徑--電流沿意外路徑流入并激活或禁用安全關(guān)鍵目標

潛伏時(shí)間--電路動(dòng)作會(huì )改變信號的持續時(shí)間或發(fā)生信號的時(shí)間

潛伏適應癥--錯誤或含糊的狀態(tài)指示符，導致操作員做出錯誤的決定

潛伏標簽--標簽或說(shuō)明會(huì )導致設備錯誤操作

潛伏程序--措詞不正確或含糊不清，導致操作員采取不正確或不適當的操作

復雜的電路在功能上可能看起來(lái)很完美，并且可以通過(guò)仿真測試。但是，潛伏電路分析則有不同的看法。例如，潛伏電路分析研究了由于振動(dòng)或維護而從設計中刪除不同功率點(diǎn)的影響。潛伏電路分析顯示振動(dòng)和功率點(diǎn)的去除導致節點(diǎn)之間的電勢發(fā)生變化。反過(guò)來(lái)，電勢的變化使指示器即使出現嚴重故障也能顯示所有情況都保持正常。

問(wèn)題的根源

潛伏電路分析連接到根本原因分析，作為識別事件原因并確定可以防止將來(lái)出現問(wèn)題的步驟的方法。根本原因是我們可以確定的問(wèn)題的特定根本原因。潛伏電路分析通過(guò)收集，處理和評估系統設計信息來(lái)與根本原因分析保持一致。

對于電子電路，Sneak電路分析將電路拆分為功能塊，以簡(jiǎn)化方法。每個(gè)功能塊都包含有關(guān)輸入和輸出以及低至所需級別以上級別的功能的信息。從那里，潛伏電路分析工具構建了一個(gè)I / O矩陣，該矩陣描述了更高系統級別的所有輸入和輸出以及不同的操作模式。分析顯示了所有操作模式的I / O狀態(tài)以及通過(guò)同時(shí)切換發(fā)生的模式的正常操作順序。 

潛伏電路分析確定安全關(guān)鍵輸出目標以及可能激活該目標的任何能源。當潛伏電路分析流程深入研究電路設計時(shí)，它還會(huì )識別目標與源之間的任何關(guān)系?；氐?span lang="EN-US">I / O矩陣和功能信息，分析確定關(guān)系是否對安全關(guān)鍵輸出目標產(chǎn)生預期的或意外的影響。該分析確定了每種操作模式下將目標連接到源的所有路徑。

潛伏電路分析繼續通過(guò)為每個(gè)目標選擇不希望的關(guān)系并將該關(guān)系與每個(gè)操作模式的源進(jìn)行比較來(lái)繼續。在此過(guò)程中，潛伏電路分析遵循每個(gè)目標和與I / O矩陣匹配的源以及該路徑中的組件之間的所有路徑。潛伏電路分析針對每個(gè)安全關(guān)鍵輸出目標，每種能源，每種運行模式重復此步驟，并應用可以揭示潛伏路徑存在的問(wèn)題。必須滿(mǎn)足電路的可靠性需求，這是不容忽視的。

電路設計可靠性中的潛伏電路分析

為了確保設計的可靠性，潛伏電路分析為每個(gè)已確定的路徑提供了詳細的路徑分析，并對路徑中的所有組件應用了組件和路徑問(wèn)題。此詳細分析可確保不存在任何潛伏路徑。另一種分析是在搜索潛伏指示器和潛伏標簽時(shí)對各個(gè)組件提出問(wèn)題。數字潛伏分析考慮了數字電路和任何可能導致不正確的信號時(shí)序，切換或模式錯誤問(wèn)題的設計問(wèn)題。

與電路設計一起使用時(shí)，潛伏電路分析使用OrCAD捕獲原理圖并生成系統網(wǎng)表。通過(guò)這種方法，潛伏電路分析可以確定雙向電流路徑是否可以成為潛伏路徑。通過(guò)對所有電源開(kāi)關(guān)元件和所有無(wú)源組件進(jìn)行建模來(lái)進(jìn)行分析。分析沒(méi)有顯示集成電路的模型，而是顯示了IC如何具有開(kāi)關(guān)電路。由于此方法同時(shí)依賴(lài)于功能定位和設計定位，因此分析：

1.詢(xún)問(wèn)有關(guān)電源軌之間的連接以及在開(kāi)關(guān)設備處阻塞或啟用信號梳理的可能性的問(wèn)題。

2.搜索與運算放大器，數字電路和噪聲敏感電路有關(guān)的潛伏問(wèn)題。

潛伏電路分析軟件會(huì )生成一份報告，評估所有已發(fā)現的潛伏問(wèn)題和設計問(wèn)題的影響，并提供消除或緩解問(wèn)題的建議。在某些情況下，由于對系統的影響很小或沒(méi)有影響，因此分析建議建議保留潛伏問(wèn)題。

上海韜放電子提供專(zhuān)業(yè)的電路設計服務(wù)，如果您有這方面的需求，請與我們聯(lián)系。