可靠通讯范文（精选5篇）
可靠通讯 第1篇
可靠性设计的基本任务及意义
1.可靠性设计的基本任务
一般而言,电子通讯设备的可靠性设计的基本任务是:立足于当前元器件水平的基础之上,从设备的总体设计、热设计、耐环境设计、稳定性设计、维修性设计等方面考虑,通过采取不同措施,在体积、性能、重量等因素的权衡下,以便达到设备可靠性指标。
2.可靠性设计的意义
简而言之,电子通讯设备可靠性设计的意义表现为以下几个方面:第一,可靠性存在于电子通讯设备的整个生命周期内,不管是对于设备的设计,还是对于设备的安装、使用以及维修,都离不开可靠性。但是一个重要前提就是重视可靠性设计,即设备的可靠性定量指标要严格体现在设计的过程中,以便为设备的固有可靠性提供有利条件。若在应用过程中,未重视电子通讯设备的可靠性设计,就无法确保电子通讯设备的质量。据有关资料统计表明,因设计不合理逐步发展成为影响设备可靠性的重要因素;第二,伴随着科学技术日新月异,电子通讯设备逐步向着智能化、小型化和多功能化方向发展。由于功能不断发展,对部件的可靠性要求也不断提高。从而就要求科学地选择元器件,通过实施降温、降额等技术来切实降低元器件的使用效率,以便确保电子通讯设备的可靠性;第三,重视在产品的设计过程中采取可靠性措施,与在后期阶段采取措施具有重要的作用和意义,不仅能够有效降低能耗,而且效果显著。
影响电子通讯设备可靠性的主要因素
1.机械条件对电子通讯设备的影响
具体来讲,机械条件就是指电子通讯设备在使用过程中,因不同运载工具所受到的冲击、振动等机械作用。对设备的影响通常表现为元器件损坏失效、结构件变形以及金属件的破坏。
2.气候条件对电子通讯设备的影响
一般而言,气候条件涵盖了气压、温度、日照、大气污染等要素,对电子通讯设备所产生的影响通常表现为导致电气性能降低、损坏结构、器件不灵活,严重的话,还会致使电子通讯设备无法正常工作。
3.生产条件对电子通讯设备的影响
通常情况下,电子设备在成功研制后都需要应用到生产活动中的。生产条件包括生产厂的设备状况、生产能力、生产技术、生产管理水平等,倘若要促使生产设备要顺利进行投产,符合生产条件各方面的要求是很有必要的,这样才能够更好地投入到生产活动中。
4.电磁干扰对电子通讯设备的影响
众所周知,电子通讯设备在工作过程中,周围不可避免地受到各种电磁波的影响,从而就会干扰到设备内部或者外部。受电磁干扰,就会导致电子通讯设备噪声不断加大,无法确保设备稳定地工作,甚至无法保证安全地工作。
提高电子通讯设备可靠性设计的对策
由于电子通讯设备可靠性设计对保证电子通讯设备的质量具有重要作用,从而提高电子通讯设备可靠性设计显得尤为重要。如何有效地提高电子通讯设备可靠性设计,可以从以下几方面入手:
1.科学选用电子元器件
第一,要充分考虑电路性能以及工作环境的实际要求,同时要求所选用的元器件在质量、技术性能等方面都应该达到设备工作要求,而且要保证留有一定的裕量;
第二,要尽可能地选择那些得到过大量实践证明的有质量保证而且可靠性强的元器件,切忌不使用那些质量不达标且淘汰的元器件;
第三,有效地压缩元器件的品种规格,最大限度减少生产厂商,这样才能够提高复用率;
第四,通常情况下,满足相关要求的电子元器件,应该经过可靠性筛选之后,才能够应用在电子通讯设备中;
最后,对于同种类不同规格的元器件,要认真剖析这些元器件存在的差异,择优选用。与此同时,要有意识地收集元器件在使用过程中性能以及可靠性方面表现出的数据,这样为今后选用提供有力参考依据。
2.电子通讯设备的电磁防护
通常情况下,屏蔽就是指依托于导电或者导磁材料所制成板、盒等形式,有机地将电磁场控制在特定的空间范畴内,这样就能够导致电磁场从屏蔽体一面传到另一面的时候严重衰减,从而有效地控制电磁场的扩散。屏蔽根据抑制功能存在的的差异,可以分为电屏蔽、电磁屏蔽以及磁屏蔽。具体来讲,电屏蔽也称为电场或者静电的屏蔽,主要是用于抑制寄生电容耦合,从而就可以有效地隔离静电以及防止电场干扰。电屏蔽最常用的方法就是将接地较好的金属板穿插到感应源以及受感器之间,从而就可以将感应源的寄生电容短接到地,以便实现屏蔽;电磁屏蔽主要是防止高频电磁场所产生的干扰;磁屏蔽主要目的就是防止磁感应,隔离磁场干扰。
3.电子设备整机的散热对策
机壳自然散热是指接受设备内部热量同时将此扩散到附近环境中的机械结构。一般而言,机壳散热要考虑以下内容:第一,对于机壳要尽可能地选择那些导热性能较好的材料,这样才能够有效地强化机箱内外表面的热传导;第二,要在机壳的内部以及外部的表面涂上一层黑漆,这样就有效增强机壳热辐射的能力;第三,在机壳的上面设置出一个科学且合理的风孔,以便提高气流的对流换热能力。
4.电子通讯设备的维修性设计
通常情况下,电子通讯设备都是可以进行修复的产品,同时对该类产品也提出了较高的要求,既要尽可能地少出现故障,又要在出现故障的时候能够及时得到修复。也就是说,要想切实提高电子通讯设备的利用率,就应该严格做到电子通讯设备尽量少出现故障,即使出现了故障也应该在第一时间能够修复。对于维修性设计要着重做到:维修的时候要做到容易拆装;确保维修工具的可靠性;具有较好的互换性等。
5.人机一体化设计
纵观电子设备的可靠性设计过程,不难发现人的应用是其设计的主要目的,因此,进行人机一体化设计具有重要的作用和意义。也就是说,要严格做到电子通讯设备的安全以及电子通讯设备操作过程中人们的安全。具体来讲,在对电子通讯设备进行操作过程中,不应该因为人机操作界面设置的不合理而造成误操作或者对设备造成损坏;设备外部的各零件、部件等不应对操作人员造成意外的伤害。
浅析电子通讯设备的可靠性设计 第2篇
关键词：电子通讯设备,可靠性,设计
在科学技术高速发展的今天, 人们越来越注重电子通讯产品的可靠性, 电子设备靠外观吸引大批消费者的时代即将过去, 电子产品可靠性决定产品销量的时代即将到来。目前, 许多企业已经从传统的“以检验手段来保证产品质量”质量观念向当代质量关转化, 现代质量关的内容比传统的质量观念更具有延伸性和扩展性。而可靠性是其中重要的理念之一。
一、电子通讯设备可靠性设计的必要性
第一, 可靠性是整个电子通讯设备使用寿命周期的必要存在因素。不论是设备的设计方面, 还是设备的安装、使用以及维修过程中都离不开可靠性。现在面临的最大挑战就是重视电子通讯设备的可靠性设计。电子通讯设备的可靠性衡量标准主要体现在设计过程中, 所有的固有标准都是为可靠性设计提供有力条件的。如果未把电子通讯设备的可靠性设计提到重要日程上来, 就有可能影响通讯产品的质量及销售量。另一方面, 现在科技技术发展日新月异, 电子通讯逐步向智能化, 多功能化方向发展。由于电子设备功能不断提高, 就要求设计者在元器件的选择上科学实用, 以确保电子设备的可靠性。
二、电子通讯设备可靠性设计的影响因素
1. 机械化环境对设备可靠性的影响。主要指电子设备在使用过程中经常处于一种机械化环境中, 会经常受到机械化的振动或者冲击, 从而对电子设备的可靠性产生一定的冲击, 影响产品的使用寿命。2.制造技术不成熟, 制造条件不先进。现在国内多数电子制造企业的生产技术不成熟, 达不到优产的生产标准, 在元器件的生产、选择、组合上都存在一定的问题, 由于这些因素差异, 导致了对电子通讯设备的可靠性的影响。3.外界电磁对电子通讯设备可靠性的影响。地球本身就是一个大磁场, 在加上我们在生活中, 工作中环境中都存在大量的电磁波, 这些电磁波的辐射都会在使用过程中对电子通讯设备的可靠性产生影响。4.恶劣天气对电子通讯设备可靠性的影响。由于地球环境多变, 雨雪天气和雷电天气有的时候会干扰电子设备的电磁波, 影响电子通讯设备的正常工作, 这些都是会影响电子通讯设备可靠性的因素。
三、电子通讯设备的可靠性设计
1. 简化优化电子线路, 从而提高电子通讯设备的可靠性。电子通讯设备的可靠性设计是一个复杂的设计过程。对电子设备进行可靠性设计的过程要求在满足设备基本性能的需求的基础上进行的, 通过不断的降低优化流程, 从而达到电子设备可靠性的目的。在对电子线路简化的过程中, 可以通过以下几个方面入手: (1) 使多个元器件共用一个通道, 尽量减少线路通道的数量。 (2) 以保证设备的基本性能为前提, 减少元器件使用数量, 通过集成电路的使用减少接点数和连线数。 (3) 尽量用软件代替硬件。 (4) 用数字电路代替模拟电路。值得注意的是, 在进行线路简化的过程中, 避免出现元器件过量负荷的现象, 造成集成电路板被烧坏的结果, 从而影响电子通讯设备的可靠性。不能将一些不成熟的技术或者具有不稳定性的元器件应用到线路简化设计中, 以便保证电子通讯设备的可靠性。2.低耗功率设计。电子通讯设备的电子系统逐渐向微型化和高密度化方向发展, 不仅元器件的使用密度在增加, 集成电路板的耗功率也在增大, 这也就是一些电子产品在使用过程中会产生持续发热现象的原因。为了保护电路, 应该采取低耗功率的电路设计, 间接达到增大电子通讯设备可靠性的目的。对于低耗功率电路的设计可以从两方面着手, 第一是在元器件的选择方面, 尽量选择低功耗的元器件。另一方面是加强电子设备散热性的设计, 散热性能好也会提高电子通讯设备的可靠性。3.设计过程中, 要保证电子通讯设备的使用安全。具体来说就是, 使用者在对电子通讯设备进行使用的过程中, 不应该出现人机操作设置不合理而造成使用者或者设备损害的现象。4.通过维修性设计提高电子通讯设备的可靠性。大多数情况下, 电子通讯设备都是可以进行维修的产品, 想要通过维修提高电子通讯设备的可靠性, 提高其利用率, 就要求在电子通讯设备出现故障的时候, 能够第一时间对设备进行故障维修, 一次, 在对电子通讯设备进行维修设计的时候, 要求设备易拆装。有需要更换元器件的情况下, 所需的元器件尽可能市场上容易买到的器件, 尽量避免元器件无处更换的现象。
总结:这个时代, 消费者对电子通讯设备的要求也逐渐提高, 因此, 提高电子通讯设备的可靠性和质量是非常有必要的, 最行之有效的办法就是提高电子通讯设备的可靠性设计。实现电子通讯设备的可靠性设计的过程中, 要重点把握执行能力和细节。完善可靠性设计是一个积累实践、数据和经验的过程, 要稳扎稳打, 不可操之过急。
参考文献
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[2]纪凌.探究电子通讯设备的可靠性设计[J].信息与电脑 (理论版) , 2014:30-31.
电子通讯设备的可靠性设计技术分析 第3篇
1 电子通讯设备的可靠性设计技术的作用于意义
我国现阶段已经进入信息化时代, 电子电器产品的使用率也越来越高, 电子电器产品的种类也是越来越多, 其中, 尤其是电子通讯设备的使用, 几乎达到了人人都使用的情况, 因此, 电子通讯设备的可靠性就显得尤为重要。
在电子通讯设备的开发与使用过程中, 可靠性设计技术是电子通讯设备的可靠性的前提和基础, 从而确保了电子通讯设备的良好性能。随着通讯技术的迅速发展, 电子通讯设备更加趋于智能化, 便捷化与功能多样化, 如果要全面实现电子通讯设备的这些功能, 确保电子通讯设备的可靠性是这些功能的前提与基础。因此, 电子通讯设备的可靠性技术的不断地发展与进步, 才是推动我国整个信息技术产业的不断前进的动力。
2 影响电子通讯设备的可靠性的因素
2.1 生产条件的因素
在对电子通讯设备的可靠性的技术的分析研究过程中, 我们发现存在诸多因素, 这些因素会对电子通讯设备的可靠性产生重要的影响。
其中, 主要的是生产条件的因素。在信息化的时代, 电子通讯设备更加智能化、多样化与便捷化, 而这些重要的功能则是在电子通讯设备的研发的制造过程中以电子通讯设备的可靠性为基础的。尽管我国现在已经进入信息化时代, 但是, 电子通讯设备的生产条件并没有跟上时代发展的要求, 因此, 在生产条件不齐全及生产器械较落后的情况下, 这种条件下生产出来的电子通讯设备, 其可靠性就得不到保证, 因此, 生产条件的因素会严重影响电子通讯设备的可靠性。
2.2 机械条件的因素
在影响电子通讯设备的众多因素中, 机械条件因素是影响电子通讯设备的另一个重要的因素。由于电子通讯设备已经成为人们日常生活中必不可少的重要工具, 因此, 在人们使用这些电子通讯设备时, 存在出现设备故障, 损坏的各种各样的情况, 出现这种状况后, 电子通讯设备的正常功能受到损坏, 不能正常使用。
因此, 机械条件因素也是影响电子通讯设备的可靠性的重要因素。由于某些外部条件因素是不可避免的, 这样, 也会对电子通讯设备的可靠性问题提出重要的挑战。
2.3 外界环境的因素
由于电子通讯设备是我国信息时代的产物, 属于信息技术的高端产品, 这些高端的科技产品具有高质量和耐用性强的优良性能, 因此, 一般电子通讯设备具有良好的可靠性。但是, 由于电子通讯设备属于消费品, 即使电子通讯产品拥有较高的品质, 也会在电子通讯产品的使用过程中, 出现错误。
为了能够维护电子通讯产品的可靠性, 因此, 在设计研发电子通讯产品的过程中, 不得不考虑环境和外界因素等对电子通讯产品的可靠性的影响。
3 加强电子通讯设备的可靠性的措施
3.1 加强电子通讯设备的生产环境
由于我国现阶段的电子通讯设备的生产条件有限, 如何提高电子通讯设备的生产条件是提高电子通讯设备的可靠性的前提。只有把在电子通讯设备的生产条件与生产技术等生产的环境要素提高与改善, 才能有希望提高电子通讯设备的可靠性。
因此, 加强通讯设备的生产环境要素, 是加强电子通讯设备的可靠性的重要措施之一。
3.2 加强电子通讯设备的机械环境
电子通讯设备的各种元器件在电子通讯设备的使用过程中, 都会存在出现故障的状况。由于, 电子通讯设备的可靠性设计在电子通讯设备的研发过程中, 是一个十分复杂的过程, 因此对于电子通讯设备的可靠性设计, 要在满足设备基本性能需求的基础上, 不断提高电子通讯设备的组成元器件的性能, 使得确保满足电子通讯设备的可靠性设计, 达到电子通讯设备的耐用等性能。
因此, 加强电子通讯设备的机械环境因素也是加强电子通讯设备的可靠性的设计的重要影响因素之一。
3.3 加强电子通讯设备的电磁兼容的设计
电子通讯设备是我国信息化时代的高科技的产物, 在电子通讯产品的设计和研发的过程中, 应用到许多知识, 尤其是电磁等物理知识。在印制电路板的过程中, 该电路板的过程中, 存在一定程度的电感的情况, 那么, 这种存在的电感, 就会在日后的电子通讯设备的使用过程中, 产生不利于电子通讯的电磁干扰, 因此, 考虑如何将电路板上产生的电感消除掉, 减少电磁干扰, 这也是提高电子通讯设备的可靠性设计的重要措施之一。
因此, 加强电子通讯设备的电磁兼容的设计也是提高电子通讯设备的可靠性的设计的重要措施。
4 结论
随着信息科技的迅猛发展, 高科技产品已经成为人们日常生活的必需品, 而其中, 电子通讯设备的使用率更高, 其可靠性设计是保障电子通讯设备的安全性能和稳定性能的重要基础与前提。同时, 也是电子通讯设备的生产制造的一个重要的而且十分关键的环节。因此, 在考虑电子通讯设备的可靠性设计技术时, 应该注重合理选用电子通讯设备的元器件, 加强电子通讯设备的生产条件。因此, 在信息化的今天, 需要每一个电子通讯设备生产的企业和电子通讯设备的使用者共同努力, 提高电子通讯设备的可靠性。
参考文献
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基于双机热备的可靠多播通讯设计 第4篇
多播提供了一种以一对多的方式发送数据的有效通讯机制[1],高效的显著特点使它广受青睐,但它是开放式的尽力而为的模型,它没有为上层提供任何服务质量和投递保证,因此可能造成数据的丢失、延迟、重复或乱序到达[2]。为了提高多播传输的可靠性,人们提出了大量的可靠多播协议。但是,由于不同应用的需求差异很大,设计一种在各种不同应用情况下都适合的多播协议是不可能的。
可靠性的最基本要求就是将报文准确无误地发送给目端,其次要求报文的有序性即报文按发送的先后顺序依次投递给目端应用。现阶段,提高多播可靠性的方法主要是在协议里加入重传机制,当检测到丢包或错误的数据包时,源端重新发送该报文。重传机制有两种实现途径,一种是基于肯定确认(ACK)的模型,一种是基于否定确认(NACK)的模型[3,4,5]。基于肯定确认ACK的模型是由发送者负责检测数据分组是否被可靠传输[3,4,5],接收者对每个收到的分组数据进行确认,给发送者返回ACK。在这种确认模型下,发送者必须知悉和维护多播组中的成员状态,并且随着多播组成员的增长,接收者回给发送者的ACK数目不断增长,不但占用大量的资源,还易引起“ACK风暴”;基于否定确认NACK的模型是一种由接收者负责分组数据丢失检测的模型[5,6,7,8],当接收者发现报文丢失或错误,给发送者发送NACK,这样极大减轻了网络负担,不易引起“NACK风暴”,特别还有一点好处是,发送者不必知悉和维护多播组中的成员的状态,极大减轻了发送者的负担。当前比较著名的可靠多播协议都是基于NACK的,比如S.Floyd等提出的SRM[8](Scalable Reliable Multicast)。
1 SFRM(Simple Flexible Reliable Mul-ticast)协议
上节提到普适的多播是不存在的,不同的应用环境,必须设计出一个特有的多播协议与之适应。有这样一类应用环境(如C4ISR系统,以下内容皆以之为例):它在局域网中是C/S架构的,服务节点是由两台或两台以上服务器组成,另外还有数十个客户节点,交叉属于多个多播组;每个节点上运行了多个进程,都通过网络通讯服务进程NS进行数据通讯;服务节点双机互为热备份,主服务节点主要通过多播方式将信息发布到各客户节点组,备服务节点不向外发布信息,网络环境拓扑图见图1,每个节点可属于多个节点多播组,但是是不定的,即每个节点要根据登陆的席位来确定加入的多播组;服务节点发布的不同信息的可靠性等级是不同的,有的要求必须收到,有的则可丢失;服务节点发布的信息是有时序性要求的,不能乱序,且信息还具有时效性,过了有效期,则必须丢弃……,针对这样的特殊需求,设计了新的可靠多播协议:简单弹性可靠多播协议—SFRM(Simple Flexible Reliable Multicast)协议。
1.1 SFRM协议格式
SFRM协议是基于NACK方式的,协议的首部为4个字节(见图2),各字段含义如下:
GroupID:组序号,占一个字节,0-127。
MessageID:消息的序号,占一个字节,0—127,顺序循环使用,即当序号达到127时,下一个序号则为0。
NA0—NA6:重发属性NA位,指示了离此报文最近的7份报文是否还能够重发,0表示不能重发,1表示该报文能进行重发。设当前报文MessageID为N,则NA0—NA7指示了最近的MessageID为N,N-1,N-2,…,N-7的报文是否能够重发。
RT:重发位,指示了当前报文是第一次发送的报文还是重发的报文。
ATime:报文存活有效时间,单位为s。1—7分别表示1—7 s,0表示此位无效,不予考虑存活有效时间。
Count:指示了该报文的所包含的数据包个数,0—31分别表示数据包个数1—32。
注:Message部分包含消息长度(2字节)与消息正文两部分。
1.2 SFRM多播处理过程
主服务节点NS为每个多播分组准备两个队列:发送缓冲队列与重发缓冲队列(重发缓冲队列可固定设置为存储128条最新报文),NS依次从发送缓冲队列中取出数据,添加SFRM协议首部,重点要设置好NA指示位,将报文多播到目的多播组,然后将该报文加入到重发缓冲队列中。
多播客户节点NS收到了一条多播报文,通过MessageID可检测到是否有报文丢失,如果没有丢失就直接送给对应的应用;如果有丢失,则检查丢失的对应Message的NA指示位,如果为0,则表示丢失的报文已过期或超过了最大的发送次数;如果为1,则可以以单播方式向主服务节点发送该报文的NACK,请求重发。等到报文都收齐或确认之前丢弃的报文不能再重发(包括失效与达到最大重发次数两种可能)了,再依次将接收缓冲队列中的报文发给目的应用。
主服务节点NS如果收到了NACK,从重发缓冲队列中找到该报文,且该报文未过期或未超过其可靠性等级规定的最大重发次数,则修改首部的RT位为1,重发该报文。
在以上的多播处理过程中,多播客户节点发送NACK应注意要适当“放缓节奏”,否则很可能引起“NACK风暴”。可使用如下处理:当多播客户节点检测到有报文丢失并确认该报文还能够重发时,应随机等待一个时间,如生成一个1—36之间的随机数T,等待Tms后,发送NACK,如果在一个RTT(链路往返时间)内,还不能收到,则可再次发送,直至达到6次或从后继报文的NA指示位得知其已不能再重发;主服务节点NS如果收到了NACK,暂停新报文的发送,立刻重发该报文(如果可以),如果在一个RTT内再次收到该报文的NACK,则应该丢弃NACK,不做响应。
1.3 打包策略
一条应用数据发送到另一个节点,大致经过以下几个步骤:添加SFRM协议的首部,添加IP的首部(其中包括添加IGMP首部),添加以太网首部跟尾部,然后从网络上发送,到达目的节点后,再进行之前的反向去首部操作。在此前半过程中传输的数据逐层长度不断加长,到目的节点后又逐层减少,其网络上传送数据帧的长度为DataLen(应用数据长度)+4(AHeadLen应用协议首部长度)+46(IP首部+IGMP首部+以太网首部及尾部长度)。整个过程中,消耗的CPU主要集中在封装与反封装数据上,而传送过程中,由于封装的结果,要额外发送50字节的数据,如果应用传送的是大量的只有几十个字节的短报文,显而易见传送效率不高,可采取适当措施来充分提高发送的效率,打包策略就是一个行之有效的措施。
打包策略很简单,主要就是把数个欲发送的报文数据打包成一个大的数据包发送,但必须遵循如下几条规则:
(1)单包数据长度大于1 450的无需打包;
(2)打包后的数据包总长度要小于1 500(MTU)-4-46=1450;
(3)打包后的数据包最多含有32个小数据包;
(4)打包后的数据包的可靠性等级应大于等于其包含的任意数据包的可靠性等级,并应随着打包数据条数的增长而增长,直至达到最大可靠性等级;
(5)打包后的数据包的有效时间应等于其包含的任意数据包的最小有效时间。
下面来分析一下打包策略的效率。例如有100条短报文要发送,其平均长度为50字节,按逐条发送来计算:逐层封装后,发向网络时,数据长度变成了100字节,然后再逐层去封装,最终将数据送给目的应用,设此过程中,在源端消耗的CPU为U,在目端消耗的CPU大致也为U,每100字节网络传送时间为t,则传送100条数据总花费的CPU为200U,网络传送时间为100 t,实际通过网络传送的数据为10 000字节。下面看看采取打包策略后的情况:每次封装能传送(1500-50)/50=29个数据包,所以只要发送4次即可(每次发送的数据包个数分别为29,29,29,13),每次发送所消耗的CPU应大于2U(主要有一个数据打包的过程),但应小于4U,即消耗的总CPU应小于16U,传送的总时间为15t+15t+15t+7t=53t,实际从网络传送的数据为5 200字节。从这些数据可看出,打包的效率要大大优于逐条发送的效率,且占用网络总资源要少,网络资源利用率高。再看看误码情况,设网络传输的误码率为E,则逐条发送时发送有效数据的误码率为10 000/5 000=2E,在打包情况下发送有效数据的误码率为5 200/5 000=1.04E,可见打包方式发送数据时,误码率要远低于逐条发送方式。
1.4 插播机制
文中的多播应用方式不同与视频传送类的多播应用方式,数据的发送频率是不固定的,某段时间内可能有大量数据要发送,而另一段时间内,可能又没有数据要发送,即数据的发送并不是连续稳定的。多播组中的节点如果没有收到某条多播数据,在下一条多播数据接收到之前,是不知道也不可能发送NACK给源端的,如果等待后继多播数据的时间大于之前丢失的多播数据的有效时间,则肯定就丢失了之前未收到的多播数据。这里引入了插播机制来解决这一问题。
插播机制就是在多播组发送的空闲期人为地插入一条多播报文,从而能够使多播组的成员尽快知悉在这之前是否有报文丢失而发送NACK给主服务节点,请求重发。插播报文的可靠性等级应设为0,其有效时间也应设为0,因为只是起到了维护的作用,无需交给应用处理。另外插播的时间间隔选择也很重要,太短了,增加了CPU及网络负担,太长又不能很好起到维护效果,根据实践经验可以设为6倍的RTT。
1.5 服务节点主备切换处理
当服务节点进行主备切换,即服务备节点变成主节点,而主节点变为备节点或故障宕机了,此时,服务主节点发布的多播数据的MessageID与之前的服务主节点的MessageID存在跳变,应将这样的处理简单化,新主服务节点发布的第一个MessageID应从0开始编号,客户多播组成员节点接收到该报文发现源端改变时,应立即将接收缓冲区的报文送给相应的应用,停止发送NACK,开始适应接收处理新的源端的多播数据。
2 实验
SFRM协议逻辑清晰,实现简单,将按SFRM协议实现的多播程序NS应用到工程中替换原NS服务,使指控系统逐渐运行在满负荷状态下,连续运行较长时间后,情况良好。所示应用新老NS服务的系统运行对比如表1所示。
双机热备运行于满负荷情况下,进行人工的主备切换,新老NS服务的运行情况对比如表2所示(注:此种情况下,主备切换立刻可完成):
双机热备运行于满负荷情况下,模拟主机故障突然宕机,备机自动升为主机,新老NS服务的运行情况对比如表3所示(注:此种情况下,备机升为主机需要有探测时间,此过程中会有大量丢点):
由上述的实验对比可看出,按SFRM协议实现的多播通讯能完全适应工程需求,效率良好。
3 结束语
对于工程来说,一个新的协议或技术,不是追求最好最完美,只要能很好地满足工程需求,实现简单,有很高的稳定性,能提升效率,那么对这个工程来说,它就是实用的。SFRM协议思路清晰,能弹性的设定报文的可靠性等级,满足工程对不同报文的不同可靠性要求;通过设计MessageID与NA指示位及引入插播机制,使接收节点尽快地检测到报文的丢失而发送NACK,并确保报文有序的传送。另一方面,发送NACK的延时机制又较好地抑制了“NACK风暴”;通过数据打包发送策略,提高了效率及资源的利用率。SFRM协议针对这类C/S架构,基于双机热备的系统来说是完全适用的,如果稍加改变,对于其他类型的应用也是适用的。
参考文献
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可靠通讯 第5篇
1.1 元器件的控制
电子元器件是电子通讯设备的重要组成部分, 其性能的可靠性与电子通讯设备的可靠性直接挂钩。对电子元器件的有效控制, 能确保电子元器件的可靠性, 从而减少电子元器件的品种和规格, 降低综合保障费用, 延长电子设备使用周期, 同时也使电子通讯设备的可靠性得到保障。
1.2 降额设计技术
电子元件或电子设备出现故障的概率和电子元件或电子设备的降额设计有关, 当元器件或设备承受的工作应力适当低于其额定值, 则电子元件或电子设备出现故障的概率就会降低, 从而确保电子元器件或设备的可靠性, 而元器件或设备承受的工作应力超出或者远远低于其额定设计则会增加电子元器件或设备的故障率, 从而降低其可靠性。所以在考虑可靠性设计时, 要将降额设计放在突出位置。
1.3 精简设计技术
简化设计就是对设备单元数目的精简且能够满足设备的功能需求的设计技术。根据可靠性模型实验证明, 设备的可靠性程度与设备的单元数目有着较为密切关系。电子通讯设备单元数目越多, 设备的可靠性程度越低, 反之, 设备单元数目越少, 则会大大提升设备的可靠性程度, 所以在电子通讯设备可靠性设计中应采取简化设计技术, 这样一方面提高了设备可靠性, 另一方还减少了电子通讯设备设计成本。
1.4 余度设计技术
余度就是指设备具有多套能完成给定功能的单元, 采用余度设计, 电子设备如果某一单元功能丧失, 则会有其他单元代替, 只有所有单元都丧失功能, 才会导致设备功能丧失, 从而提高设备可靠性。但余度设计会增加设备单元, 不但增加了设备体积和重量, 也使设备成本大幅提高。余度设计技术一般在采用其他设计技术无法满足电子通讯设备的可靠性需求时才会被采用。
1.5 健壮设计技术
健壮设计就是以客户需求为主导, 采用质量功能展开 (QFD) 、次设计等方法精心优化设计方案, 从而找到一种低成本、高稳定性的系统优化设计方案。这种设计能适应制造期间的变异以及使用环境的变异, 而且对在寿命周期内的参数变化、结构老化都能适用。QFD、FMEA、A、WCCA和DOE等都是实现健壮设计的重要方法。[2]
2 EMC设计技术
由于我国电子设备电磁兼容 (EMC) 技术研发开展比较晚, 所以国内电磁兼容 (EMC) 技术问题日益凸显出来。随着电子设备在国内普及面越来越广, 近年来我国的电磁兼容 (EMC) 技术取得颇为瞩目的成就, 电磁兼容 (EMC) 技术已经形成一些比较实用有效的理论体系和实践方案。电磁兼容 (EMC) 技术除了有接地设计技术、屏蔽设计技术, 还有滤波设计技术和瞬态抑制技术等。
3 软件可靠性设计
软件可靠性是电子设备的可靠性重要内容, 在进行软件可靠性设计时要遵循具体化、统一化和数据可靠性原则。
(1) 具体化。在软件设计中要遵循具体化这一原则, 除了要将软件系统的需求详尽地列出来, 还要对软件任务书和接口说明进行详尽的阐述。在软件任务书里面要对输入是否正确, 正确和不正确输入的各自反应都要做详细的阐述。在软件开发过程中, 要实现软件的透明化, 及时产生必要的文档。在控制结构上采用单入口和单出口。
(2) 统一化。在软件系统设计中必须贯彻执行的各种标准, 如采用的编程语言、内部约定和风格等都要统一规定。对于同一类系统最好只用一种版本的编程语言且每个单元可执行的源代码语句平均起来应保持在60行以内, 而最多也只能保持在200行以内。一个模块所属的直接下级模块个数称为“扇出”数;一个模块所对应的上级模块数称为“扇入”数。模块的下级模块和下级模块个”数保持在7个以内, 最多也不能超过9个。[3]
(3) 数据可靠性。对软件系统设计中的各种数据予以定义, 明确静态数据与动态输入数据的逻辑结构, 以及动态数据和内部生成数据的逻辑结构, 在明确各种数据之间的逻辑结构的同时还要规定其取值范围。为了便于修改, 还应将参数、常量和标志用一些符号表示, 从而方便对软件体统修改时, 不会更改源程序逻辑。对于两个或多个分系统共用的数据应减少公共变量的改变, 以防止模块间的副作用的产生。
摘要：将提高电子通讯设备的可靠性, 提升到从产品设计源头上抓起, 一方面提高了产品质量, 另一方面降低了开发成本, 提高了产品市场竞争力。文章针对电子设备可靠性技术内容, 着重探析了保障可靠性指标的设计技术、EMC设计技术和软件可靠性设计技术。
关键词：电子设备,可靠性,设计技术
参考文献
[l]王锡吉.电子设备可靠性工程[M].西安:陕西科学技术出版社, 1999
[2]王锡吉, 李平, 杨家铿.可靠性工程[M].广州:电于工业质量与可靠性培训中心, 1999