1、GPS車載系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造中的可靠性問題 發(fā)布日期：2007-1-27 共閱99次 一、概述 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)以其定位精度高且不受城鄉(xiāng)地理位置影響等特點(diǎn)在世界范圍內(nèi)掀起了一股應(yīng)用熱潮，國內(nèi)GPS行業(yè)產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車防盜、車輛調(diào)度，以及物流管理等諸多方面，GPS車載系統(tǒng)是其中最重要的環(huán)節(jié)。 GPS應(yīng)用系統(tǒng)是一個(gè)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括車載設(shè)備軟硬件的設(shè)計(jì)、制造，中心監(jiān)控系統(tǒng)軟件開 發(fā)，安裝及售后服務(wù)系統(tǒng)的建立、運(yùn)轉(zhuǎn)，客戶培訓(xùn)、服務(wù)系統(tǒng)的建立、運(yùn)轉(zhuǎn)等等，這些系統(tǒng)的建立，其投資動輒以千萬元計(jì)，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用則高達(dá)每月上百萬元，由于其擔(dān)負(fù)生命及財(cái)產(chǎn)安全的保衛(wèi)任務(wù)，可靠工作成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建立、運(yùn)轉(zhuǎn)的

2、頭等大事。 單純從技術(shù)角度看，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為高度成熟的技術(shù)，因而涉及到這些方面的可靠性問題相對較少，也比較容易解決，相比之下，由于種種原因，車載系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造中的可靠性問題變得相當(dāng)突出，已經(jīng)成為目前制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸因素。 二、GPS車載系統(tǒng)對可靠性的要求 以下幾個(gè)方面決定了對GPS車載系統(tǒng)的可靠性要求是極高的： 1、工作要求苛刻 GPS車載系統(tǒng)擔(dān)負(fù)安全防范、管理調(diào)度重任，要求在任何時(shí)刻都能夠呼的應(yīng)、叫的通，必須24小時(shí)全天候工作，尤其是安防型產(chǎn)品更要在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮作用，因此車載機(jī)必須能夠長年累月的正常工作而不允許出現(xiàn)關(guān)機(jī)、死機(jī)、功能錯(cuò)亂等現(xiàn)象，其工作要

3、求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了家電、手機(jī)、甚至汽車的電腦系統(tǒng)，這些系統(tǒng)中CPU可以通過關(guān)機(jī)、換電池、斷電等方式重新啟動而清除累積的錯(cuò)誤狀態(tài)，即使出錯(cuò)也不會造成大的損失，而GPS車載機(jī)工作不正常則有可能造成財(cái)產(chǎn)甚至生命損失。GPS車載機(jī)的工作要求達(dá)到了與大型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、電信通訊系統(tǒng)同等要求的程度，必須按照通訊系統(tǒng)不間斷工作的可靠性要求去設(shè)計(jì)、生產(chǎn)車載機(jī)，人工對GPS車載機(jī)進(jìn)行斷電、復(fù)位都是不允許的，在GPS車載機(jī)上安裝電源開關(guān)。復(fù)位按鈕是不可想象的。隨便舉個(gè)例子說明一下： 假定車載機(jī)軟件故障時(shí)間是6個(gè)月即平均每工作l80天才出一次問題，這個(gè)指標(biāo)對家電、手機(jī)、電腦、汽車意味著絕對可靠，因?yàn)樗麄冇肋h(yuǎn)不會連續(xù)工作l80

4、天，甚至10天都不會，而頭10天軟件錯(cuò)誤累積可以認(rèn)為是0，只要一關(guān)機(jī)、斷電，軟件狀態(tài)又會從零開始。實(shí)際上電腦有時(shí)連10個(gè)小時(shí)都堅(jiān)持不住而死機(jī)，但我們認(rèn)為電腦已經(jīng)很可靠了，因?yàn)槲覀?個(gè)小時(shí)就做完工作關(guān)機(jī)了，就算有時(shí)2小時(shí)都堅(jiān)持不住，大不了重新啟動一次。而車載機(jī)必須長年累月連續(xù)工作，若市場上運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器達(dá)到2000臺，就意味著平均每天有l(wèi)0臺機(jī)器出故障，要是賣到2萬臺、20萬臺呢?答案是不可能，因?yàn)橛脩舨桓以儋I了。 2、工作環(huán)境嚴(yán)酷 GPS車載系統(tǒng)工作于車上，按照汽車工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，車載電子設(shè)備的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)介于工業(yè)級和軍級之間，其最重要的指標(biāo)就是環(huán)境溫度范圍，工作于發(fā)動機(jī)艙的設(shè)備要求工作溫度范圍為-40-

5、125，其余地方要求為-40-85，車載GPS設(shè)備一般安裝在汽車儀表板下面，有些車況不太好的汽車，發(fā)動機(jī)熱量會泄漏到這里，汽車長時(shí)間工作后溫度很高。我們實(shí)測若千輛連續(xù)工作近20小時(shí)的出租車，儀表板下安裝車載機(jī)的部位有的溫度達(dá)到了90，機(jī)器內(nèi)部GPS板CPU芯片表面溫度甚至達(dá)到了98。由于我國幅員遼闊最北方冬季氣溫可低達(dá)30以下，對車載機(jī)的低溫工作特性也提出了嚴(yán)格的要求。 由于汽車是室外工作，還會遇到水汽、灰塵、油污、腐蝕性氣體、液體等各種不利因素。 因此，GPS車載機(jī)的工作環(huán)境極為嚴(yán)酷的，如果將電信的交換機(jī)設(shè)備置于如此環(huán)境之下工作，恐怕早就癱瘓了。 3、震動、沖擊強(qiáng)烈 車載機(jī)安裝于飛馳的汽車之

6、上，汽車行駛中的震動不可避免的要傳到車載機(jī)上，一般產(chǎn)品只要達(dá)到運(yùn)輸抗震要求就可以了，可以通過在包裝上做文章來解決，車載機(jī)卻是機(jī)器本身長期承受劇烈震動，對其抗震性能要求很高。當(dāng)發(fā)生撞車時(shí)即使車身撞爛車載機(jī)也必須保證能正常工作以進(jìn)行報(bào)警，因而又要求機(jī)器能承受強(qiáng)烈的沖擊。 4、電磁環(huán)境惡劣 車載機(jī)由汽車電瓶供電，電壓波動范圍寬，汽車啟動瞬間l2V的汽車電瓶電壓可能跌到5V以下，這個(gè)“瞬間”有時(shí)長達(dá)l0秒，24V供電汽車若調(diào)節(jié)器質(zhì)量不好或電瓶線松動時(shí)供電電壓可能會躥到100V以上，還有可能出現(xiàn)能量很大的反向脈沖電壓，汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)高達(dá)幾萬伏的脈沖點(diǎn)火電壓產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁輻射，其他車載電子設(shè)備也有程度不同

7、的電磁干擾，車載機(jī)的GSM部分本身也是一個(gè)強(qiáng)電磁輻射源，工作在如此惡劣的電磁環(huán)境下，對車載機(jī)的抗干擾性能要求很高。 5、功能特別復(fù)雜 即使在以上條件下，有些產(chǎn)品的可靠性還是相當(dāng)高的，例如汽車收音機(jī)就可以不斷電連續(xù)工作數(shù)年而不出問題，但這些設(shè)備功能都比較簡單。比起收音機(jī)來，GPS車載機(jī)的功能太復(fù)雜了，為了最大限度提高設(shè)備的性價(jià)比，GPS車載機(jī)一般集成了車載電話、液晶顯示(收發(fā)短消息)手柄等，高檔的語音通道傳輸安防型設(shè)備還有中控鎖遙控系統(tǒng)、語音提示操作等功能，既能對外報(bào)警又能打入電話查車遙控，其處理器需要對GPS、GSM等信息進(jìn)行處理，要處理若干傳感器信號，控制若干路輸出信號(繼電器、報(bào)警喇叭等等

8、)，還要進(jìn)行人機(jī)界面處理，與手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)處理設(shè)備不同的是，這些輸入輸出信息不會遵守任何格式或時(shí)間方面的協(xié)議，完全是隨機(jī)且雜亂無章的，比如踩剎車時(shí)GSM來了振鈴，而此時(shí)GPS板的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)了一個(gè)校驗(yàn)錯(cuò)誤，在用戶按下掛斷鍵之前，剎車太猛又產(chǎn)生了發(fā)動機(jī)停車信號。這些信息組合數(shù)量非常龐大，車載機(jī)的處理器必須保證在任何情況下都能做出正確的判斷處理，否則就可能累積錯(cuò)誤最終導(dǎo)致崩潰。實(shí)際裝車的車載機(jī)出車越多問題越多，就是因?yàn)檐囈粍樱闆r就復(fù)雜起來了。 6、成本要求嚴(yán)格 再復(fù)雜的功能，總可以采用高強(qiáng)度的處理器及操作系統(tǒng)輕松解決，比如手機(jī)、PDA。不幸的是GPS車載機(jī)屬于民用產(chǎn)品且處于市場起步階段，基于國內(nèi)殘酷的

9、商業(yè)競爭環(huán)境，對其制造成本要求很嚴(yán)，不可能像網(wǎng)絡(luò)處理器那樣采用高檔的處理器和硬件芯片，也不能像手機(jī)那樣通過巨大的產(chǎn)量降低成本而使用功能完善的操作系統(tǒng)，縱觀國內(nèi)眾多生產(chǎn)廠家，除個(gè)別采用32位ARM處理器，大多采用16位或8位增強(qiáng)型處理器，軟件方面有的采用了公開源碼的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，更多的則直接采用C或匯編語言進(jìn)行編程。相對于復(fù)雜的功能，苛刻的要求真有點(diǎn)“針尖上跳芭蕾”的味道，由于沒有操作系統(tǒng)支持直接對硬件編程，程序量多達(dá)上萬行，且所有細(xì)節(jié)都必須由編程實(shí)現(xiàn)，稍有不慎就會埋下隱患。 7、可靠性成本極高 當(dāng)GPS車載機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，必須將車輛召回返修，修復(fù)成本比起其他產(chǎn)品要高的多，尤其是當(dāng)成批出現(xiàn)無法重現(xiàn)

10、故障時(shí)，其解決代價(jià)幾乎無法估計(jì)，若導(dǎo)致生命或財(cái)物損失還會引起高額索賠，因此從經(jīng)濟(jì)角度計(jì)算，必須提高可靠性。 綜上所述，GPS車載機(jī)工作環(huán)境嚴(yán)酷，功能復(fù)雜，工作要求苛刻，成本限制嚴(yán)格，可靠性成本高，因此GPS車載機(jī)的設(shè)計(jì)、制造過程中對可靠性保證要求極高。 三、GPS車載系統(tǒng)存在的可靠性問題及產(chǎn)生原因 1、問題表現(xiàn) 面對如此高的可靠性要求，國內(nèi)很多GPS車載機(jī)產(chǎn)品不盡人意，主要有以下幾個(gè)方面的表現(xiàn)： a、硬件故障或失效 車載機(jī)裝車工作一段時(shí)間后，出現(xiàn)輸入無反應(yīng)，不能執(zhí)行控制動作等現(xiàn)象；有時(shí)干脆沒有任何反應(yīng)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)某個(gè)元件已經(jīng)損壞，或者某個(gè)接插件松動、脫落。 b、區(qū)域適應(yīng)問題 由于我國各城市移動

11、公司的GSM系統(tǒng)設(shè)備或系統(tǒng)設(shè)置差異，引起車載機(jī)在不同城市工作效果截然不同，曾經(jīng)出現(xiàn)過有的城市連電話都打不通的現(xiàn)象。 c、軟件工作不正常 剛上車時(shí)一切正常，跑一段時(shí)間就開始出問題：某些功能時(shí)有時(shí)無；特定條件下功能錯(cuò)亂，有的能自行恢復(fù)，有的則不能；最嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)死機(jī)，功能全部失靈。一旦“下車”，拆下檢修，又什么都好了，用戶將這些現(xiàn)象戲稱為“暈車”。 2、問題原因 筆者認(rèn)為，出現(xiàn)上述問題主要原因有以下幾個(gè)方面： a、認(rèn)識不足 對產(chǎn)品的可靠性要求之高沒有足夠的認(rèn)識，最典型的說法是“總不會比做手機(jī)還難吧?”。匆忙上馬；設(shè)計(jì)過程沒有嚴(yán)格的理論指導(dǎo)及測試把關(guān)；開發(fā)出樣機(jī)不經(jīng)過長期考核就大量生產(chǎn)；一味迎合用戶要

12、求增加功能以至過于復(fù)雜最終無法把握；總是熱衷于開發(fā)最先進(jìn)的技術(shù)或功能；手工作坊方式組織生產(chǎn)等等。這些主觀原因?qū)е驴煽啃赃_(dá)不到要求，雖然功能先進(jìn)但無法穩(wěn)定工作，要么遲遲不能開通服務(wù)，要么產(chǎn)品大量退貨，最終付出慘重代價(jià)。 b、隨意降低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 采用商業(yè)級的芯片，采用劣質(zhì)的元器件、接插件、線材等，目的為降低成本，打價(jià)格戰(zhàn)。 c、GPS、GSM模塊不能達(dá)到要求 目前市場上有供貨的GPS、GSM模塊都存在著這樣那樣的問題，如GPS模塊有漂移、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等，GSM模塊則存在著死機(jī)、關(guān)機(jī)、鎖死SIM卡等現(xiàn)象。GPS、GSM模塊的這些問題在初期曾極大地影響了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。 d、設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)有限 缺乏經(jīng)驗(yàn)足夠的

13、設(shè)計(jì)人員是制約行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素，GPS車載機(jī)由于牽涉面廣，要求設(shè)計(jì)人員具有電子線路、微處理器軟硬件，GSM通信、汽車電路、網(wǎng)絡(luò)通訊等諸多方面的綜合經(jīng)驗(yàn)，尤其要具備相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量管理方面的經(jīng)驗(yàn)。國外許多設(shè)計(jì)人員年齡到3540歲甚至60歲仍然工作在設(shè)計(jì)一線，而國內(nèi)業(yè)內(nèi)主要設(shè)計(jì)人員年齡基本上在30歲左右，這固然與國內(nèi)“技而優(yōu)則當(dāng)老板”的風(fēng)氣有關(guān)，GPS行業(yè)本身是一個(gè)年輕行業(yè)也是不容忽視的現(xiàn)實(shí)。經(jīng)驗(yàn)缺乏引起大量不應(yīng)出現(xiàn)的問題，例如對于24V供電系統(tǒng)將電源部分的電壓等級設(shè)計(jì)在36V或40V且采用非隔離結(jié)構(gòu)以求降低成本，結(jié)果上車后電源部分出現(xiàn)故障停機(jī)，有的大面積燒毀甚至連GSMGPS模塊

14、都不能幸免，生產(chǎn)過程控制不嚴(yán)則使產(chǎn)品出廠時(shí)先天不足，而軟件經(jīng)驗(yàn)的缺乏更導(dǎo)致了大量“暈車”機(jī)器出籠。 總的來看，電子行業(yè)的發(fā)展使得目前的元器件、制造工藝已經(jīng)完全過關(guān)，因硬件或制造工藝引起的低水平的硬故障返修已經(jīng)越來越少，即使出現(xiàn)也很容易解決；區(qū)域適應(yīng)問題也隨著行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的逐步積累以及移動公司不斷升級系統(tǒng)得到解決。目前可靠性問題已經(jīng)逐漸集中到軟件系統(tǒng)中來了，其中一個(gè)最突出問題就是“不可重現(xiàn)故障”。 出現(xiàn)這種故障時(shí)，機(jī)器功能錯(cuò)誤，或者干脆失靈，但若將機(jī)器拆下檢修，重新通電啟動又一切正常，原來的故障現(xiàn)象無論如何也無法再現(xiàn)，“死機(jī)”是最典型的不可重現(xiàn)故障。因?yàn)槭擒浖栴}，“不可重現(xiàn)故障”一般是成批出現(xiàn)，解

15、決代價(jià)幾乎無法估計(jì)：為防止更嚴(yán)重的后果，首先要停止現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售，再通知用戶已經(jīng)售出的機(jī)器出問題有一臺換一臺(國外的做法是全部召回)，設(shè)計(jì)人員查找原因，要進(jìn)行大量的跑車試驗(yàn)，運(yùn)氣不好的話還要到用戶所在地進(jìn)行，各種費(fèi)用不計(jì)其數(shù)。此間投訴電話不斷，退貨擺滿倉庫，公司士氣大受打擊，信譽(yù)損失更不用說。找到原因后給用戶升級軟件，要一臺一臺車去改，由于沒有根治問題的把握，很難說還有沒有別的問題，還要觀察一段時(shí)間才能決定再開工，而如果一直找不到原因(故障很難重現(xiàn)，即便重現(xiàn)也不一定一次就能找到問題)那么至少這種機(jī)型就要一直停產(chǎn)等待，誰也不能明確說出何時(shí)能夠解決問題，其損失無法估計(jì)。 嚴(yán)格地說，只要軟件的

16、邏輯流程是完全嚴(yán)密、封閉的，則故障必然是可以重現(xiàn)的。“不可重現(xiàn)故障。意味著軟件在邏輯上存在不止一個(gè)漏洞且這些漏洞互相牽連甚至與硬件都有牽扯。事實(shí)也證明了上述結(jié)論，“不可重現(xiàn)故障”即使這次解決問題，過幾天又可能出現(xiàn)新的問題，一波未平一波又起，往往導(dǎo)致公司決策層喪失信心投資失敗，甚至直接導(dǎo)致公司破產(chǎn)。 四、提高GPS車載系統(tǒng)可靠性的對策 任何產(chǎn)品都有一個(gè)可靠性問題，從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造，到銷售、交付用戶使用，每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能會影響到產(chǎn)品的可靠性。如何解決GPS車載系統(tǒng)目前存在的可靠性低的問題?我們在GPS車載機(jī)的設(shè)計(jì)、制造過程中，對提高可靠性方面有以下幾點(diǎn)體會。 1、主觀認(rèn)識一定要提高 從前面的論述

17、可以看出，無論如何強(qiáng)調(diào)GPS車載系統(tǒng)的可靠性都不算過分，可以說“穩(wěn)定壓倒一切”，整個(gè)行業(yè)面臨的困境已經(jīng)證明了不解決產(chǎn)品穩(wěn)定問題，GPS行業(yè)就無法發(fā)展。 必須樹立“GPS車載系統(tǒng)是出不起問題的”思想，充分理解GPS車載系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造的難度：它不同于家電、手機(jī)、電腦，市場無情，僥幸是過不了關(guān)的。 2、總體設(shè)計(jì) “好的開端等于成功了一半”，品質(zhì)管理中一個(gè)基本的原則是：品質(zhì)是設(shè)計(jì)出來的，而不是生產(chǎn)出來的。提高產(chǎn)品可靠性應(yīng)從設(shè)計(jì)源頭開始做起。 a、使用成熟、可靠的技術(shù)。 不可靠的技術(shù)導(dǎo)致的結(jié)果就是產(chǎn)品或系統(tǒng)的不可靠，幾年前曾有人嘗試過的小區(qū)制定位方式就是因?yàn)榧夹g(shù)不可靠最終流產(chǎn)。 b、選用可靠的模塊、組件

18、。 c、減少設(shè)備的功能。 將不必要的功能一律刪去。這意味著降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，無疑會提高系統(tǒng)的可靠性。 d、力爭一步到位。 很多公司遇到過這樣的問題：產(chǎn)品已經(jīng)相當(dāng)穩(wěn)定了，但軟件升級增加功能后又不行了。這是很正常的，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)都有一定的框架，在此框架之下可以把所有問題都考慮得很清楚，硬件軟件可以設(shè)計(jì)的很完善，若設(shè)計(jì)完成后又增加功能，難免會突破原來的框架，處理不好就會產(chǎn)生問題。即使不突破，修改次數(shù)多了銜接部分很容易遺留后患，尤其是當(dāng)技術(shù)人員產(chǎn)生流動時(shí)。由于市場競爭激烈，用戶總要提出這樣那樣的要求，要想設(shè)計(jì)定型后不進(jìn)行修改實(shí)在困難，這種情況下不妨將框架設(shè)計(jì)的大一些，以后增加功能盡量不突破框架。

19、3、硬件方面 硬件設(shè)計(jì)決定了車載系統(tǒng)所能提供功能的上限，也決定了最終產(chǎn)品的成本，硬件設(shè)計(jì)方面與可靠性有關(guān)的主要有兩方面因素： a、選用好的方案。 選用好的方案是從根本上解決硬件可靠性問題的方法，比如斬波式DCDC變換電路高壓有可能擊穿功率管直接加到主板上造成大面積燒毀，而隔離式電路就絕對不會，主機(jī)與手柄、LCD通信采用電壓方式比較容易受干擾，改成電流方式就基本不須考慮，GSM微弱的話音信號如果不采用差分傳送則音質(zhì)完全無法接受。方案還決定了成本，比起昂貴的航空插座，汽車專用插座性能毫不遜色，成本卻只有前者的l5-l10，所有功能都由芯片完成自然要比軟件模擬要貴一些，語音數(shù)據(jù)存儲器完全可以用拆機(jī)舊

20、片，因?yàn)榇鎯ζ骱苌贀p壞，大多是數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，而語音數(shù)據(jù)即使錯(cuò)l0%人耳也聽不出來。 b、選用好的原材料。 一分錢一分貨，實(shí)踐證明，只要設(shè)計(jì)合理，選用合格的原材料，硬件的可靠性是沒有任何問題的。一旦電路確定，就必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選用材料，這方面最容易犯的錯(cuò)誤就是到了采購時(shí)才去想辦法降低成本。必須明確，低成本也是設(shè)計(jì)出來的。價(jià)格戰(zhàn)不是不能打，而是怎么打，通過合理的設(shè)計(jì)降低電路敏感性，完全可以使用低檔材料降低成本，但那是設(shè)計(jì)出來的，一旦設(shè)計(jì)確定，就不能隨意改變，要想大幅度降低成本，唯一可行的方法就是重新設(shè)計(jì)。用好料是不會吃虧的，眾多的失誤例子已經(jīng)證明：由于車載機(jī)的可靠性成本太高，通過降低原材料標(biāo)準(zhǔn)降低

21、成本所帶來的收益，最終總是由于可靠性成本大幅攀升而抵消或倒貼，結(jié)果總是得不償失。目前電子元件市場魚龍混雜，假冒偽劣元器件很多，必須通過正規(guī)的采購渠道進(jìn)貨。一些設(shè)計(jì)公司自己設(shè)計(jì)CPU或其他熱門芯片投片后打上大半導(dǎo)體公司牌子賣，功能完全一樣但都沒有經(jīng)過大批量生產(chǎn)檢驗(yàn)，由于不是授權(quán)或購買IP生產(chǎn)其內(nèi)部微代碼很難保證完全與被仿芯片兼容，可靠性等級也沒有經(jīng)過認(rèn)證，貿(mào)然采用這樣的“芯”，出了問題根本找不到原因。除此之外還要保證采購的元件與設(shè)計(jì)規(guī)格相符合，例如同是獨(dú)石電容不同材料價(jià)格相差5倍多，低檔材料電容當(dāng)溫度低于0或高于60時(shí)容量只有標(biāo)稱值(25)的10，這樣的電容做家電甚至手機(jī)都不會有任何問題，若拿來

22、做車載機(jī)結(jié)果就難以預(yù)料了。 4、軟件方面 a、建立實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。 目前大多數(shù)設(shè)計(jì)人員都習(xí)慣于采用傳統(tǒng)的前臺后臺方式編程，程序流程基本上都是單任務(wù)方式，這種方式符合人的思維習(xí)慣，當(dāng)處理信息量不是很大時(shí)效果還可以，但對付GPS車載機(jī)這種大信息處理量時(shí)就明顯不足。由于采用單任務(wù)方式，一方面CPU等待硬件處理結(jié)果白白浪費(fèi)時(shí)間，另一方面一些亟待處理的事件得不到處理。由于實(shí)時(shí)性不能保證，就會遺漏一些輸入信號或?qū)⒁恍┬盘柼幚泶涡蚺e(cuò)，最終造成功能錯(cuò)誤甚至程序失控死機(jī)，由于CPU處理時(shí)間完全不確定，同樣的情形處理結(jié)果可能完全不一樣。這是“不可重現(xiàn)故障”出現(xiàn)的一個(gè)重要原因。 操作系統(tǒng)可以使用免費(fèi)的也可以自

23、己編寫，我們使用的是自己針對GPS車載機(jī)特定處理對象編寫的小型實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。 b、建立封閉的功能邏輯流程表，當(dāng)操作系統(tǒng)建立起來后，底層的硬件處理變得有章可循，在此之上還要建立應(yīng)用層的功能邏輯流程表以保證系統(tǒng)的邏輯嚴(yán)密性。系統(tǒng)中有若干正常、異常的輸入信息，要進(jìn)行若干處理，再根據(jù)結(jié)果執(zhí)行若干動作，這些流程組合數(shù)量巨大，但只要建立一個(gè)封閉的功能邏輯流程表將其全部包含，就能保證任何情況都在預(yù)料之中，都可以得到正確的處理。當(dāng)功能邏輯流程表建立起來以后，就首先從理論上杜絕了邏輯上的漏洞，保證了即使出現(xiàn)故障也都是可以重現(xiàn)的。 5、測試方面 這里所說的測試是指設(shè)計(jì)測試而不是生產(chǎn)過程中的測試，主要是對軟件

24、進(jìn)行測試，很多軟件不穩(wěn)定問題都是可以通過測試提前發(fā)現(xiàn)的，測試方法越合理、測試強(qiáng)度越高，產(chǎn)品中遺留隱患的可能性越小，理論上說，如果測試方法完善，是可以找出全部的問題的。 測試的目的一是找出軟件的邏輯遺漏，二是找出不符合設(shè)計(jì)目標(biāo)的部分，或者說“筆誤”。如果按照建立封閉的功能邏輯流程表的方法設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，那么其邏輯流程已經(jīng)是完全封閉的，不會出現(xiàn)預(yù)料之外的情況，但有時(shí)由于考慮不周到會有遺漏，或者有些處理不當(dāng)?shù)牡胤?，那么通過測試就可以發(fā)現(xiàn)。 有人認(rèn)為測試應(yīng)當(dāng)由完全無關(guān)的人去隨機(jī)“折騰”機(jī)器，不出問題才能認(rèn)為穩(wěn)定，實(shí)際上，封閉的功能邏輯流程表包含了機(jī)器工作中可能出現(xiàn)的任何情況，“隨機(jī)”只是其中一個(gè)子集而已

25、，這樣的測試遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。 因此，測試應(yīng)當(dāng)由設(shè)計(jì)人員組織有目的的進(jìn)行，按照既定的功能邏輯流程表制訂周密的測試方案，根據(jù)表中的內(nèi)容逐項(xiàng)測試，通過這種測試后，可以保證再怎么折騰機(jī)器都不會出問題，因?yàn)闊o論怎么“隨機(jī)”都跑不出這張表，也就是說程序不存在任何“意外”的情況。 測試工作量是巨大的，我們生產(chǎn)的安防型車載機(jī)這張表格就多達(dá)28萬項(xiàng)，測試過程進(jìn)行了8個(gè)多月。 由于工作量大強(qiáng)度高，測試必須在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行以保證精確性和重復(fù)性。與大多數(shù)人認(rèn)為的試驗(yàn)室測試代替不了上路恰恰相反，上路代替不了實(shí)驗(yàn)室模擬的全面、細(xì)致、量化性。測試時(shí)汽車電路用模擬裝置代替，若對汽車實(shí)際情況不能完全把握，可裝車進(jìn)行試驗(yàn)，找出功能邏輯流程表中遺漏的項(xiàng)目，再對模擬裝置進(jìn)行改進(jìn)。 評價(jià)一臺車載機(jī)工作是否穩(wěn)定的方法是：正常的功能不必試驗(yàn)，而以各種不可思議的輸入事件(甚至可以制造“拔下GPS板”這樣的事件試一下)連續(xù)“刺激”車載機(jī)(高強(qiáng)度測試可能持續(xù)數(shù)天，中間不能人為斷電、復(fù)位)，車載機(jī)在任何情況下都不能產(chǎn)生不可理解的動作，尤其重要的是當(dāng)所有事件結(jié)束后車載機(jī)所有功能仍應(yīng)保持正常。這種方法看似簡單，對于沒有建立