嵌入式系統(tǒng)可靠性評估試題及答案考試時長：120分鐘滿分：100分試卷名稱：嵌入式系統(tǒng)可靠性評估試題及答案考核對象：嵌入式系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)學生、行業(yè)從業(yè)者題型分值分布：-判斷題（10題，每題2分）總分20分-單選題（10題，每題2分）總分20分-多選題（10題，每題2分）總分20分-案例分析（3題，每題6分）總分18分-論述題（2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.嵌入式系統(tǒng)的可靠性評估通常只需要考慮硬件故障，軟件故障無需重點關(guān)注。2.FMEA（失效模式與影響分析）是一種定量可靠性評估方法。3.MTBF（平均故障間隔時間）越高，系統(tǒng)的可靠性越好。4.熱設(shè)計余量（ThermalDesignMargin）是影響嵌入式系統(tǒng)可靠性的重要因素之一。5.冗余設(shè)計可以提高系統(tǒng)的可靠性，但會增加成本和功耗。6.可靠性增長試驗（ReliabilityGrowthTesting）適用于所有類型的嵌入式系統(tǒng)。7.老化測試（AgingTest）是一種加速可靠性評估的方法。8.軟件可靠性增長模型（SRGM）只能用于評估新開發(fā)的軟件系統(tǒng)。9.系統(tǒng)級可靠性評估需要考慮硬件、軟件和環(huán)境的綜合影響。10.可用性（Availability）是衡量系統(tǒng)可靠性的唯一指標。二、單選題（每題2分，共20分）1.以下哪種方法不屬于可靠性評估的定性方法？A.FMEAB.FTAC.MTBF計算D.故障樹分析2.嵌入式系統(tǒng)常見的可靠性設(shè)計原則不包括：A.冗余設(shè)計B.簡化設(shè)計C.容錯設(shè)計D.高功耗設(shè)計3.以下哪個指標不屬于硬件可靠性評估的常用指標？A.MTBFB.MTTRC.FTTD.Availability4.熱設(shè)計余量（ThermalDesignMargin）通常用哪個單位表示？A.KB.°CC.WD.%5.軟件可靠性增長模型中，哪個模型假設(shè)缺陷發(fā)現(xiàn)率隨時間線性下降？A.NHPP模型B.Duane模型C.Weibull模型D.Lognormal模型6.嵌入式系統(tǒng)可靠性測試中，哪種測試方法屬于加速測試？A.環(huán)境測試B.老化測試C.功能測試D.性能測試7.可用性（Availability）的計算公式是：A.MTBF/(MTBF+MTTR)B.MTTR/(MTBF+MTTR)C.MTBF/MTTRD.(MTBF+MTTR)/MTBF8.以下哪種方法不屬于軟件可靠性評估的定量方法？A.軟件可靠性增長模型B.軟件測試用例覆蓋率C.缺陷密度分析D.FMEA9.系統(tǒng)級可靠性評估中，哪個因素通常被忽略？A.硬件故障率B.軟件缺陷密度C.環(huán)境溫度D.用戶操作習慣10.嵌入式系統(tǒng)可靠性設(shè)計中的“故障安全”原則指的是：A.系統(tǒng)故障時自動進入安全狀態(tài)B.系統(tǒng)故障時繼續(xù)運行C.系統(tǒng)故障時停止運行D.系統(tǒng)故障時報警三、多選題（每題2分，共20分）1.以下哪些因素會影響嵌入式系統(tǒng)的可靠性？A.硬件設(shè)計B.軟件質(zhì)量C.環(huán)境條件D.制造工藝E.用戶操作2.嵌入式系統(tǒng)可靠性評估的常用方法包括：A.FMEAB.FTAC.MTBF計算D.軟件可靠性增長模型E.熱設(shè)計分析3.冗余設(shè)計可以提高系統(tǒng)的可靠性，常見的冗余設(shè)計方法包括：A.雙機熱備B.三模冗余（TMR）C.主動-主動冗余D.主動-被動冗余E.熱插拔設(shè)計4.軟件可靠性評估的常用指標包括：A.缺陷密度B.軟件測試用例覆蓋率C.MTBFD.FTTE.可用性5.系統(tǒng)級可靠性評估需要考慮：A.硬件故障率B.軟件缺陷密度C.環(huán)境溫度D.電源穩(wěn)定性E.用戶操作習慣6.嵌入式系統(tǒng)可靠性測試的常用方法包括：A.環(huán)境測試B.老化測試C.功能測試D.性能測試E.可靠性增長試驗7.可靠性設(shè)計原則包括：A.冗余設(shè)計B.簡化設(shè)計C.容錯設(shè)計D.高功耗設(shè)計E.熱設(shè)計余量8.軟件可靠性增長模型中，常見的模型包括：A.NHPP模型B.Duane模型C.Weibull模型D.Lognormal模型E.Exponential模型9.系統(tǒng)級可靠性評估的常用工具包括：A.FMEAB.FTAC.故障樹分析（FTA）D.可靠性增長模型（RGM）E.熱設(shè)計分析工具10.嵌入式系統(tǒng)可靠性設(shè)計中的“故障安全”原則要求：A.系統(tǒng)故障時自動進入安全狀態(tài)B.系統(tǒng)故障時繼續(xù)運行C.系統(tǒng)故障時停止運行D.系統(tǒng)故障時報警E.系統(tǒng)故障時切換到備用設(shè)備四、案例分析（每題6分，共18分）案例1：某公司開發(fā)了一款用于工業(yè)控制的嵌入式系統(tǒng)，系統(tǒng)由處理器、傳感器、執(zhí)行器等硬件模塊和實時操作系統(tǒng)（RTOS）及控制軟件組成。系統(tǒng)需要在高溫、高濕的環(huán)境下長期運行，可靠性要求較高。問題：1.請列舉該系統(tǒng)可靠性評估的步驟。2.請說明哪些可靠性設(shè)計原則適用于該系統(tǒng)。案例2：某醫(yī)療設(shè)備公司開發(fā)了一款便攜式心電監(jiān)護儀，系統(tǒng)需要在人體佩戴的情況下長期穩(wěn)定運行，可靠性要求極高。問題：1.請說明該系統(tǒng)可靠性測試的常用方法。2.請列舉該系統(tǒng)可靠性評估的常用指標。案例3：某汽車公司開發(fā)了一款車載信息娛樂系統(tǒng)，系統(tǒng)由處理器、顯示屏、音頻模塊等硬件模塊和嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序組成。系統(tǒng)需要在車輛運行過程中穩(wěn)定運行，可靠性要求較高。問題：1.請說明該系統(tǒng)可靠性設(shè)計的重點。2.請列舉該系統(tǒng)可靠性評估的常用工具。五、論述題（每題11分，共22分）論述題1：請論述嵌入式系統(tǒng)可靠性評估的重要性，并說明如何在實際項目中實施可靠性評估。論述題2：請論述冗余設(shè)計在提高嵌入式系統(tǒng)可靠性中的作用，并舉例說明常見的冗余設(shè)計方法及其優(yōu)缺點。---標準答案及解析一、判斷題1.×（軟件故障也是影響嵌入式系統(tǒng)可靠性的重要因素）2.×（FMEA是定性方法）3.√4.√5.√6.×（適用于需要改進的軟件系統(tǒng)）7.√8.×（也可用于維護階段）9.√10.×（還有其他指標，如MTBF、FTT等）二、單選題1.C2.D3.C4.B5.B6.B7.A8.D9.D10.A三、多選題1.A,B,C,D,E2.A,B,C,D,E3.A,B,C,D4.A,B,E5.A,B,C,D,E6.A,B,C,D,E7.A,B,C,E8.A,B,C,D,E9.A,B,C,D,E10.A,E四、案例分析案例1：1.可靠性評估步驟：-確定系統(tǒng)需求和可靠性目標-進行FMEA/FTA分析-設(shè)計可靠性試驗方案-進行可靠性測試（環(huán)境測試、老化測試等）-分析測試結(jié)果并改進設(shè)計-驗證改進效果2.適用可靠性設(shè)計原則：-冗余設(shè)計（關(guān)鍵模塊冗余）-簡化設(shè)計（減少故障點）-容錯設(shè)計（故障時自動切換）-熱設(shè)計余量（確保散熱）案例2：1.可靠性測試方法：-環(huán)境測試（高低溫、濕度、振動等）-老化測試（長時間運行）-功能測試（確保核心功能穩(wěn)定）-可靠性增長試驗（逐步增加負載）2.常用指標：-MTBF-FTT-可用性-缺陷密度案例3：1.可靠性設(shè)計重點：-冗余設(shè)計（關(guān)鍵模塊冗余）-簡化設(shè)計（減少故障點）-容錯設(shè)計（故障時自動切換）-熱設(shè)計余量（確保散熱）-電源穩(wěn)定性設(shè)計2.常用工具：-FMEA/FTA工具-軟件可靠性增長模型工具-熱設(shè)計分析工具-可靠性測試工具五、論述題論述題1：嵌入式系統(tǒng)可靠性評估的重要性：1.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性：可靠性評估可以識別潛在故障點，提前進行改進，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。2.降低維護成本：通過可靠性評估，可以減少系統(tǒng)故障率，降低維護成本。3.提高用戶滿意度：可靠性高的系統(tǒng)可以提供更好的用戶體驗，提高用戶滿意度。4.滿足行業(yè)要求：許多行業(yè)對嵌入式系統(tǒng)的可靠性有嚴格要求，可靠性評估是滿足這些要求的關(guān)鍵。實施可靠性評估的方法：1.確定系統(tǒng)需求和可靠性目標。2.進行FMEA/FTA分析，識別潛在故障模式。3.設(shè)計可靠性試驗方案，包括環(huán)境測試、老化測試等。4.進行可靠性測試，收集數(shù)據(jù)并分析結(jié)果。5.根據(jù)測試結(jié)果改進設(shè)計，并重新進行評估。6.驗證改進效果，確保系統(tǒng)滿足可靠性目標。論述題2：冗余設(shè)計在提高嵌入式系統(tǒng)可靠性中的作用：冗余設(shè)計通過增加備份模塊或系統(tǒng)，確保在主模塊或系統(tǒng)故障時，備份可以接管工作，從而提高系統(tǒng)的可靠性。常見的冗余設(shè)計方法及其優(yōu)缺點：