Τα ενσωματωμένα συστήματα χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου η ασφάλεια είναι κρίσιμη, όπως ιατρικές συσκευές, συστήματα αυτοκινήτων και αεροδιαστημική τεχνολογία. Ο σχεδιασμός αυτών των συστημάτων απαιτεί προσεκτική εξέταση των αρχών ασφάλειας, ακριβείς υπολογισμούς και παραδείγματα υλοποίησης σε πραγματικό κόσμο για να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία και η ασφάλεια.

Αρχές του σχεδιασμού συστημάτων με βάση την ασφάλεια-Κριτική ενσωμάτωση

Τα κρίσιμα για την ασφάλεια συστήματα πρέπει να τηρούν αυστηρές αρχές σχεδιασμού για την πρόληψη αστοχιών που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε βλάβη. Οι αρχές αυτές περιλαμβάνουν την απόλυση, την ανοχή σφαλμάτων και τους μηχανισμούς ασφαλείας αστοχίας. \" απόλυση περιλαμβάνει την αναπαραγωγή κρίσιμων συστατικών για να εξασφαλιστεί η συνέχιση της λειτουργίας του συστήματος παρά τις αστοχίες. \" ανοχή ελαττωμάτων επιτρέπει στα συστήματα να ανιχνεύουν και να διαχειρίζονται σφάλματα χωρίς καταστροφικές συνέπειες.

Οι μηχανισμοί ασφαλείας για την αστοχία εξασφαλίζουν ότι, σε περίπτωση βλάβης, το σύστημα μεταβαίνει σε ασφαλές κράτος.

Υπολογισμός της διασφάλισης της ασφάλειας

Ο σχεδιασμός κρίσιμων συστημάτων ασφάλειας περιλαμβάνει υπολογισμούς για τον προσδιορισμό της πιθανότητας αποτυχίας και αξιοπιστίας του συστήματος. Η μέθοδος και η ανάλυση επιπτώσεων αποτυχίας (FMEA) είναι μια κοινή μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των πιθανών τρόπων αποτυχίας και των επιπτώσεών τους.

Για παράδειγμα, εάν ένα συστατικό του συστήματος έχει ρυθμό αστοχίας 1 αποτυχίας ανά 10.000 ώρες, η αξιοπιστία σε μια λειτουργία 1.000 ωρών μπορεί να υπολογιστεί ως:

Αξιοπιστία = e-αδυναμία × χρόνος

που έχει ως αποτέλεσμα περίπου 90,48% αξιοπιστία κατά την περίοδο αυτή.

Παραδείγματα συστημάτων με ενσωματωμένα συστήματα με βάση την ασφάλεια στον πραγματικό κόσμο

Οι συσκευές αυτές ενσωματώνουν πλεονάσματα και αυστηρές δοκιμές για την τήρηση προτύπων ασφαλείας όπως το ISO 13485. Στην αυτοκινητοβιομηχανία, τα συστήματα αντιεμπλοκής (ABS) έχουν σχεδιαστεί με πολλαπλούς αισθητήρες και τρόπους ασφαλείας για την πρόληψη ατυχημάτων.

Ομοίως, τα αεροδιαστημικά συστήματα όπως οι υπολογιστές ελέγχου πτήσης χρησιμοποιούν εκτεταμένη ανίχνευση ελαττωμάτων και απόλυση για να διατηρήσουν την ασφαλή λειτουργία κατά τη διάρκεια των πτήσεων.