MTBFcal使用手册(最新整理阿拉蕾)

1、( 适用于军工产品 )用户手册艾姆克科技有限公司地址：北京海淀区海淀路138号， 燕山大酒店公寓楼801，802邮政编码：100086电话：01062618228传真：01062642776e-mail: emct网址： emc technology ltd. address: 138a haidian road, beijing, 100086, room 801,802tel: 8610-62618228fax: 8610-62642776e-mail:emcthttp:/引言（感谢chocolate520提供的）非常感谢您对mtbfcal可靠性自动计算预测软件感兴趣。这个demo版mtb

2、fcal软件包将为你展示如何对电子电路和系统进行快速而精确的可靠性预测。我们相信，只要你试用了mtbfcal，你就再也不会愿意继续采用十分复杂、烦琐、费时而且根本不精确的手工计算方法了。demo版软件与完全版软件在功能上是完全一致的，不管demo版软件有很多限制。因此demo版软件可以让你试用mtbfcal软件的所有功能，并体会这个高质量的软件工具如何简化你的工作，并提高产品可靠性，降低产品成本。请注意，mtbfcal有两个不同版本的软件，分别是按mil-hdbk-217f-2为标准的用于军工产品可靠性预测的软件（mtbfcal-217）和按bellcore标准的用于民用产品可靠性预测的软件（

3、mtbfcal-bell）。本用户手册针对217f2，还有一个bellcore的demo版软件。demo版软件与完全版软件相比，有下列限制：1 一个电路最多允许有15个器件（完全版：999）2 电路器件列表最多分层级别允许3级（完全版：25级）3 一个厚膜电路最多允许有15个器件（完全版：999）4 器件库最多允许15个器件（完全版：仅受硬盘空间限制）5 可用的器件类型是完全版的一个子集。除了上述区别外，demo版软件与完全版软件完全一致。因而通过demo版软件的试用，你可以体会用mtbfcal进行可靠性预测的乐趣。在demo版软件的使用过程中，如果还有什么问题或建议，或者如果你还需要更多有关

4、mtbfcal工具方面的资料，请直接联系我们。mtbfcal是一个全新的，方便快速的可靠性分析预算和计算软件，将对单个子电路，pcb板，以及整机系统进行精确分析计算，排拒了以往那种十分复杂繁琐，费时而且根本不精确的手工操作计算方法。mtbfcal十分丰富的精确可靠性模型库多于50,000个。基本上覆盖了电路设计需求。其中包括所有逻辑电路，cpu，存储器，模拟器件等等，并且包含所有器件的相应军品级可靠性参数，覆盖了市场上的极大部分器件供应商。因为元器件的可靠性参数有其特殊性，往往用户不容易将器件的可靠性参数查阅完整，从而使得手工计算更加不现实。所以强大参数库支持是mtbfcal更加实用的基础。m

5、tbfcal全面支持可靠性计算和预测的各种因素，从而使计算结果更加精确，人工计算时不容易考虑的因素包括：环境（地面固定，太空， 水下，火箭发射瞬间等等）,温度(手工计算时温度每变化一次，就要重新计算一次，可是产品的工作环境温度是经常在变的)，系统中的各种影响可靠性的因素，如：接插件，过孔，连接线，保险丝，手工焊接数，自动焊接数等等。mtbfcal十分容易学习使用，使得它能在业界广泛应用。我们在中国采用全中文环境。即使你只有很少的可靠性知识，你也能象专家一样进行可靠性计算。mtbfcal是集成应用于你设计的全过程，始终把握产品可靠性指标，而不是象以往只是在产品最后阶段作些十分不精确的“估计”。m

6、tbfcal提供了十分有益的在线帮助软件。你可以适时快捷地得到更有效的帮助。在你使用软件进行项目设计时，有疑问，就点击“帮助”功能。软件将为按照当前功能提供帮助。希望本手册和在线文档能提供给你最大的帮助，使你尽快掌握使用mtbfcal软件。当然，如果你还有疑问，建议等，请直接和我们的本地服务人员联系。以便得到更直接的技术支持。中国地区技术支持请联系如下：北京海淀区海淀路138号 燕山大酒店公寓楼801，802室电话62563388-60802 传真：址： e-mail: emct安装技术说明mtbfcal是32位执行软件, 可以使得提高运

7、算速度，充分利用计算机资源，如内存等。mtbfcal可以运行于任何32位运行的操作系统，如: windows 95, windows 98, windows, nt 4.0,或 windows 2000.计算机系统要求l . ibm pc 或其它兼容机l . 486或更高处理器( 建议:奔腾机或更高).l . vga 图形卡.l . 3.5寸软盘驱动器. 操作系统:win 95, win 98, win nt 4.0, 或 win 2000. 至少5m硬盘空间. 至少8m内存，建议16m以上.安装指导：win 95, win 98, win nt 4.0, 或 win 20001. 插入mtb

8、fcal 软件介质(光盘或其它)于计算机中2. 运行setup.exe:windows 中只要用鼠标双击该文件即可。3. 按照屏幕提示安装。4. 在安装时系统会将mtbfcal 软件复制到你所选择的目录中.阅读 readme 文件mtbfcal的另外一个重要文件是readme，它在你的软件安装目录下，请及时阅读这个文件，将对你为有所帮助。术语和约定下面是介绍本手册中的术语和约定:1. 双括弧内包含一个计算机按键名，表示要击下这个按键，如tab指击键盘上的 tab 键， esc指击键盘上的escape 键。2. 符号“xxx” 表示要键入内容,然后击tab键用tab表示进入到下一个目标，ente

9、r表示选择窗口的“确认”功能。3. 经常使用的功能按键采用了快捷键方式，例如：ctrl+s表示先按下ctrl然后再击s键。alt, f,a表示依次按下并释放这些按键。4. 指向表示鼠标指示的位置。5. 单击指将鼠标指到目标上，然后按下鼠标左键并马上又释放它。6. 双击指将在目标上快速按下鼠标左键并释放它，重复两次这个动作。7. 拖拉指将在指向目标后，按下鼠标左键并保持，同时移动鼠标到你所要去的目标位置。8设置一个复选框为on或off， 指该功能被选中或不选中。9. 菜单的表示：如 “文件/打开”, 指在”文件”项中选择”打开”命令。演示运行点击开始/程序中的mtbf217，启动demo版mtb

10、fcal-217软件。随之出现图一所示的主窗口和一个软件版本说明框。图一、主窗口mtbfcal 的主窗口图一、主窗口mtbfcal 软件采用mdi(多文件管理界面)技术，使用户可以非常方便高效地进行操作，mdi技术采用一个单立框架窗口，我们将主窗口叫作母窗口，而其它的对话或视窗叫作子窗口。母窗口提供了主菜单条、工具条和状态条，文档窗口提供了支持 mtbfcal 的各种数据类型，如：电路， 厚膜电路，可靠性数据库等。 mdi 的最大好处是你可以同时打开多个不同类型的数据文件，并进行在不同窗口间的交替工作。主菜单条包含了 mtbfcal 提供的各种工作命令项。许多同性质命令集合在一起，采用下拖拉菜

11、单方式出现。当没有资料文件打开时，只有“文件”和“帮助”菜单有效。当打开一个以上数据文件时，其它在主菜单条的命令才会有效。当你拖拉一个菜单时，对应的命令项会变高亮显示，并且在状态窗口会显示有关该命令的功能说明。注意，刚打开软件时，工具条上的命令除了“新建”和“打开”两个外，其余的都是暗的，即无效。只有当你建立一个新文件或打开一个老设计后，所有其它命令项才会有效。状态条将显示主菜单或工具条按钮中所有被当前选中的命令的解释，在其它时间里，状态条将提示你“ 需要帮助，按 f1 键”，提醒你可以用 f1 键得到有关内容的快速帮助。在线帮助文档mtbfcal 将提供十分方便的在线帮助系统， 使你可以在设

12、计阶段快速得到相应功能的帮助， 例如：当你进行“环境” 设置时，可能你记不清或不理解其中的一些功能，这时你可以用帮助功能， 计算机会马上显示有关环境设置的说明。以超文本格式的帮助系统使用异常灵活、方便。你可以用以下方法进行帮助系统：l 按f1 功能键，可以在任何时候使用。l 在主菜单里选择“帮助”命令，然后选择“目录”。l 相应的对话框中选择“帮助”可以得到与此对话框相关的帮助内容。创建一个新的电路现在开始，让我们来举例说明用于描述产品的如何使用该软件。首先是新建一个电路，电路文件是最主要的mtbfcal数据文件类型或称为文档类型。1. 选择“文件/新建”命令，随之出现一个新建对话框。你也可以

13、选择在工具条菜单里最左边一项，以便更快得到上面这个新建对话框。因为工具条菜单是图示菜单，刚开始时你不熟悉，你可以用鼠标靠近对应的图示命令，计算机会马上显示相应的命令功能。并且主菜单下方会出现有关该命令的详细提示和解释。你还可以用 ctrl+n 命令，以快捷键方式 启动一个新建对话框，有关快捷键，你在用下拖拉菜单是，会发现在菜单命令的旁边会提示。如“文件”“新建”旁边有ctrl+n。2. 选择对话窗口中的“电路”，并且用鼠标双击。这个操作会弹出一个电路设计的视窗，并且自动给名为 “电路1”， 我们将在接下去的文件存盘时修改其文件名。电路视窗给你一个有关电路中所有数据的简要显示。该窗口分三个区域，

14、第一部分是头信息,它包括当前的电路设计描述，你可以用中文来描述，如“计算机主板电路”等字样，环境，温度，校正因子，电路类型等，第二部分是器件列表，你可以用右边的游标去查看全部信息。第三部分是当前选中的详细参数说明。重新命名和文件存盘当你刚打开一个新电路时，还没有一个相应的磁盘文件，因为它仅仅滞留于内存中，只有你在进行存盘操作后，才会形成相应的磁盘文件。1. 选择“文件/存盘”命令，会弹出一个存盘对话窗口。由于这是第一次存盘，所以出现一个允许你重新命名的对话窗口，以后，每次当你想要存盘时，不会再出现这样的对话窗口了。滞留于内存中的设计数据会自动存盘于对应的磁盘文件中。当然，你还可以用工具条中图示

15、命令，或快捷键 ctrl+s 来完成存盘操作2. 在对话窗口的文件名一项中键入“输入输出卡.cir，作为你的设计名。注意，文件名的扩展名必须是 “.cir”。另外，重新命名窗口还允许你重新定义驱动器名以及文件的路径名。按enter键或执行“确认”命令以建立一个新的磁盘文件。同时，你可以注意到，在电路状态显示窗口的标题一栏中你就可以看到新的文件名了。编辑电路的头信息1. 按ctrl+h或者在工具条中选择对应的编辑命令，允许我们编辑电路的头信息等参数。次时会出现一个电路头信息的编辑显示窗口，注意，这是一个特性页对话框，或叫列表页对话框，弹出对话框后，首先要求输入的是对这个电话的“描述”。 注意，所

16、有的文字是高亮显示的，当你输入新字符时，原来的字符会被全部取代，如果你想保留原来的字符，你可以在输入字符前用键盘上的右箭头键去控制。2 在电路描述一栏中键入“输入输出接口卡” 注意，你可以用tab键来控制移到你所要的下一个条目，而不要去按回车键，那样会直接退出对话窗口，因为，回车键表示“确认”命令。3 在电路环境一栏里选择“gf” ( gf表示相对固定在地面上使用的设备)，环境场是我们在mtbfcal软件中第一次遇到从列标参数中选择的参数。mtbfcal为你准备好了所有应该输入的参数名称，mtbfcal参数选择采用鼠标下拉定位选择的方式。有三种方式来选择你的参数值。他们是：用键盘上的上下箭头键

17、选择；用文字的开头字，字首键入，然后用键盘上的向下箭头去定位到该字首的位置；还有是直接用鼠标去寻找并定位。选择好了后用键盘上的tab 键去确定并转移到下一项条目。当然，如果你能记住所要的参数名称，还可以直接用键盘键入你的参数4. 在电路环境温度一项中键入“35”，表示是35度。5. 按tab 键保留缺省的校正因子为 1.0.6. 按tab 保留缺省的电路工作模式为串行模式。 串行模式是指电路中每一个器件都必须同时存在，系统才能正常工作，并行模式是指该电路是在系统中起备份功能，即两套电路中有一套工作就可以使系统运行。“n中取k”是指电路中全部n个器件中有k个器件工作就可以使系统工作正常。注意，这

18、里最后一项“必需的”这个参数域对于串行电路不适用。所以自动跳过这一项，并且以“xxxxxx”表示，今后，所有还是遇到“xxxxxx”都表示你不需要输入任何东西。直接跳过这一项即可。7. 现在完成了电路头信息的第一页，接着选择“smt”进入第二页，或按ctrl+tab.ctrl+tab用于更换特性页对话框。 如果你的设计里包含smt 表面贴片器件，你就可以使用该窗口。如果你在这个窗口里把“是否包含 smt 器件” 复选框置为on，那么以后你在添加的对话窗口里就会有smt特性的功能供你使用，否则就没有。所以，如果你今后在设计中要用到 smt 器件，你就在这里将开关设置好。在我们本演示中，我们将开关

19、设置在关的状态。8. 第三个页是“备注”，按ctrl+tab. 就进入第三窗口。这个备注页主要用于记录本设计的描述，备忘等。最多可以输入512个数字或英文字符或256个汉字。同时还可以有60字符的标题。9. 键入任何你所想记录的描述，然后按tab.10.键入任何你认为合理的标题，然后按tab.11.现在我们已经完成了设计环境的所有设置，为了确认你的输入，选择ok键按窗口里的ok 按钮，或者直接按enter回车键。你可以任何时候检查和重新编辑这而的内容，如果你想要忽略本窗口，你可以按窗口的cancel按钮，或者直接按键盘上的esc键。12.注意，在电路显示窗口里，有关设计环境的设置，在窗口的第一

20、部分为显示刚在我们的所有设置信息。如环境因子，环境温度等。所以你可以校对一下是否和你的具体设计相符合。电路设计数据存盘 一定记住，我们刚在的数据输入等，只是被驻留在计算机的内存里，所有的操作，包括增加，删除，编辑等等都仅仅对内存里的信息有效，而并不影响具体的磁盘里的文件内容。想要记录或修改当前磁盘文件的内容，一定不要忘记进行磁盘操作。按ctrl+s( 或按工具条中的磁盘图示 )选择存盘命令。被驻留在计算机的内存里的信息数据会存盘于磁盘文件中。养成一个经常存盘的好习惯是一个好注意。熟练使用ctrl+s快捷键或用工具条中存盘图示，操作十分简单。注意，有很多时候，mtbfcal 为提供模型窗口，在你

21、没有完成该模型窗口前，存盘命令可能会失效，所以等你完成那个模型窗口的工作后再存盘。向电路添加器件下一步我们将在电路中添加一个 ic 集成电路逻辑器件为例来说明。1.按 ctrl+a 或 在工具条中选择“添加”按钮命令。随之出现添加对话框，这个添加对话框是向电路添加器件的工作中心。2.选择器件添加方式为“选择器件类型”。这个设置将允许你选择你所需要的特殊的器件类型。(关于器件类型请查阅另外手册)而“根据数据库器件型号名调用”将允许你直接从已经有的器件资料库中调用器件的可靠性参数，并加入你电路中。“保留上次记录”功能将有助于你快速输入。尤其是那些基本参数比较接近的器件。3.下拉鼠标功能检查“器件类

22、型”一栏里关于提供的器件类型的提示。这里有已经为你准备好了的器件各种类型，你只要根据需要进行选择就可以。注意， demo版软件只提供部分器件类型，而在正式版本软件里才会有全部的器件类型的列表。4. 请选择ic集成逻辑电路一项。5.“为所选择的器件类型是否填入缺省值”一栏开关选择“开”。这样可以为你器件参数输入提供方便。6.选择 ok: 或按 enter 键回车表示确定。这样就进入了有关ic 集成逻辑电路的参数设置对话窗口。这而将会有几个不同的子窗口工你对器件进行参数定义。第一个窗口的有关器件的“身份”的定义。首先要你填入的是“器件型号名”。添加逻辑ic( 74ls04n): id页 1. 在器

23、件型号栏中填入“74ls04n” 2. 在自定义器件型号栏填入“company-123” mtbfcal提供的自定义器件型号功能，为设计带来许多灵活和方便。3. 参考位号一栏填“u1” 4. 在描述栏填入六反向器5. 按 tab 将 lcn 一栏留作空白。这一项是用于用户进行“逻辑控制数目”的设置，一般情况下都是无须进行具体设置，所以用空白表示即可。lcn 表示 “ logic control number”6. 在数量栏填入“1”。表示设计中只有一片这样的器件。如果你的设计中有三片同样这样的器件，那么你只要在数量一栏中填“3”，在参考位号栏中用“ u1，u2， u3”表示， 或“u1u3”等

24、。7. 按 tab 键保留校正因子的默认值 1.0。添加逻辑ic( 74ls04n): 参数页1. 用鼠标点击参数页，或用 ctrl+tab 进入参数页.2. 输入 al 表示选择 alsttl,lsttl 工艺技术， 因为alsttl，是以al 开头注意：你完全还可以用其它方法来在列表中选择工艺技术，如你可以用鼠标，或用键盘上的方向箭头键等来选择。3. 在“复杂程度”一栏中填入6 (表示器件的门数，一个74ls04有6个非门).4. 键入e 表示该器件为一个已量产超过2年的产品5. 在品质一栏中填入co表示为商业上用的( commercial )。6. 在封装技术一栏中填n 表示 nonhe

25、rmdip (non-hermetic dip) 封装。7. 引脚数一栏填14，表示有14条引脚添加逻辑ic( 74ls04n): 温度页1.用鼠标点击温度页或用ctrl+tab进入“温度”页2.用鼠标控制，选择温度的作用模式。mtbfcal 提供了三种指定ic节点温度的方法，这三种模式都以电路的环境温度ta作参考，ta作为参考的目的是可以进行快速而容易的what-if?操作是在头信息中输入的。一般采用的模式是tj=ta+tadj+pd(rjc+rca)公式,其中，pd 为器件的功耗；rjc,为器件内部节点到芯片封装的表面之间的温度阻尼，也叫芯片内部热阻；rca，则表示芯片封装的表面到周围空间

26、之间的温度阻尼，也叫芯片附近的空气的热阻；tadj,表示温度的调整量。因为有时一块pcb板虽然其周围温度是相同的，但其中某个器件可能被放置于很热的地方，也就是说，这个器件的周围环境温度与其它器件不同，(有时可能偏冷)所以用tadj来修正环境温度，以达到更加精确的计算目的。这个参数十分实用于设计中。如果你已经知道了器件的表面温度，(例如你可以用爱姆克科技有限公司提供的热扫描仪heat-scanner精确得到每个器件的表面温度，具体请查阅 或直接和其北京技术处联系01062618228)那么你可以直接用公式tj=ta+tca+pdrjc, 这里，ta,环境温度和上面一样。tca, 表示器件的表面温

27、度；pd, 表示器件的功耗；rjc,表示芯片内部节点到芯片封装的表面之间的温度阻尼，也叫芯片内部热阻。如果你连器件的内部节点温度也知道，那么你就简单地用公式tj=ta+tja。这里ta, tja分别表示周围附近温度和器件内部节点温度。一般情况下用户不容易知道器件内部节点温度，所以一般不用该公式。注意：这里的公式只是一种表示和提示，mtbfcal会自动按照你给出的公式去计算。3. 本实验请选择公式 tj=ta+tadj+pd(rjc+rca) 4. 功耗 pd 输入为 0.04 5. 器件内部热阻rjc为 46 6. 周围空间热阻 rca 为 66 7. 温度调整值 tadj 为 0 因为采用第

28、一种计算公式，所以无须输入器件的节点温度和器件的表面温度。添加逻辑器件( 74ls04n): 温度极限页1. 用鼠标点击温度极限页或用ctrl+tab 进入极限温度 页温度极限设置允许你输入你的设计的期望温度值和芯片的实际应力极限值。即你不希望超过这个极限值。如果实际计算结果超过你设置的值，则系统会把这些器件在报告中加以标记。1. 设置温度极限为 175度。2. 设置器件的应力极限为 100%。注意：对于所有新添加的器件，极限温度页中的两个参数总是默认值(175和100%)如果这些限制能满足，则你不必进入“极限温度”页，一般情况下，如果一个对话页中所有应输入的项目中都已经有有效数据，则不必进入

29、。3. 我们现在完成了逻辑电路74ls04n的特性设置，你只要点击“确认”钮，或直接回车就可以将你设置的这个器件加入到你的电路中去参与可靠性分析。注意：看起来很复杂，但如果我们提供给你器件库，你就不用做这些工作了，直接调用既可。当然，你建好的这个器件也可以加到器件库中，为以后用。当你完成一个器件的建模后，计算机会自动进入让你建第二个器件的窗口。如果你还要继续建立有关逻辑集成电路器件的模型，那么就直接回车就行。如果你想要建立其它器件类型的模型，那么你就要在器件类型一项中重新选择。现在，我们想关闭添加对话框，以便能看到关闭添加对话框带有刚添加的器件的电路显示窗口了。5.点击“取消”按钮，或按esc

30、 键，关闭添加对话框请注意看一看电路显示窗口是如何显示新设计数据的：l 在你的新设计中器件的记录数为1l 电路器件列表归类显示下列内容：记录序号,器件型号,器件类型,器件数量,和参考位号。当你的设计中有许多器件时，会出现滚动条以容许你查阅全部信息。所有记录，在磁盘文件，或显示窗口里都是按以下方法排序的。器件类型器件型号器件符号l 器件参数显示区，对高亮度的记录进行详细显示，其中:l 第一行有：记录号，器件型号, 器件类型, 器件数量和参考位号.l 第二行是器件的定义型号，以及器件简单描述。 l 第三行是计算结果： 它们是： tfr(总失效率，等于单个器件的失效率和器件数量相乘，即总失效率tfr

31、 = fr * 数量)%fr (tfr/电路失效率，要等到计算完成后才显示)fr (失效率， 即每百万小时中的失效次数，单位 fpmh)cf ( 校正因子)，t (环境温度)，s(器件的极限承受力) 如果计算结果超过应力，则第三行的行头将出现“ over”的超标标记。 第4行是pi因子计算公式； 第5行是用于计算pi公式的具体参数。 第6，第7行是其它各种参数。 注意，参数的显示有时较长，所以有水平向的游标来查看全部信息。剪切，复制和粘贴当你在电路显示窗口工作时，mtbfcal有十分强的编辑功能，你可以对显示的记录进行剪切，复制和粘贴。 例如两个器件的可靠性参数可能基本相同，只有很小的差别。例

32、如，74ls04和74ls08，它们的可靠性参数几乎一样，所以你可以选择好目标，然后拷贝，并粘贴后稍微作点修改即可。这个功能在实际应用中也十分方便，并十分常用。 举例操作如下：1. 按 ctrl+c，或选择工具条里的复制以编辑/复制命令， 那么就将当前被选中记录拷贝到内存里供你接下去使用。此时，粘贴图示功能也被激活了。2. 按 ctrl+v或选择工具条里的粘贴以执行编辑粘贴paste命令。刚在被你拷贝的记录，现在就被粘贴到你的电路中了，现在你的电路中有2个记录了。当然，你还可以利用拷贝和粘贴功能，在不同的电路设计中来进行，这个好功能在实际应用中一定要经常使用，一减少那些十分繁琐的参数输入工作。

33、3. 养成经常存盘的好习惯，按 ctrl+s或其它你所喜欢的方法进行存盘。 注意： 要熟练使用如何用各种方法去查阅设计中所有数据资料。比如用：上箭头、下箭头，以及键盘上page up ,page down,home,end 键等，你也可以用垂直游标去查阅，也可以用鼠标去查阅等都可以。具体参数显示窗口只对被选中的记录才进行详细说明。另外，我们不演示，但十分常用的一些功能和方法还有： 你可以按ctrl+d 或工具条中的删除按钮来删除电路中的某一个记录 你可以按ctrl+e 或工具条里的编辑按钮，或者直接方便地用鼠标在被选中的记录上进行双击等方法，可以对电路中当前选中的期间进行重新编辑修改。 按ct

34、rl+f 或利用工具条里的查找按钮，按照器件型号或器件类型去定位和寻找器件，这对于但设计比较大时就十分有用了。可靠性预测计算在把一个器件添加到电路时，其失效率会自动计算，并显示于其参数细节中可靠性的总体计算是用来表达整个设计的可靠性指标。可靠性整体计算是将包含所有记录中的器件，(一个设计可能有多个记录，一个记录也可能有多个器件组成)如：层次结构设计中的高层和最下层设计，以及备份和冗余电路等)计算操作是对电路内所有器件的失效率求和。1. 按f9或利用工具条中的计算命令，一个计算可靠性的窗口将显示出来。2. 选择基本mtbf计算模式( basic )mtbfcal有两种mtbf 值计算表示: 基本

35、值和期望值。其中：基本mtbf计算法，将忽略所有冗余备份模型和电路，把系统作为严格的串行模型来考虑。也就是说，设计中每一个器件的失效率都将影响系统的mtbf值。所以如果你的设计简单，而且没有备份或冗余电路，就可以采用基本mtbf计算法。期望值mtbf计算法，是考虑全系统的结构，包括任何冗余备份电路，所以当你希望考虑备份电路的影响时，就一定要采用这种方法。另外，当你要考虑你的产品在某一时间区间内的成功率时，也一定用本方法。期望值计算法包含了基本mtbf计算。 在计算期望值时要输入你的期望时间，如1年，3年或10年，但需用小时表示计算结果将提供r(t)值，即表示几年内不出现故障的概率。3. 回车或

36、选择ok就直接开始计算。由于我们选择basic基本计算法，所以无须输入“期望时间”一个窗口将显示计算状态，并最后显示计算结果。4. 计算完成后，按ok退出。在你退出时，计算机会自动问你是否存盘，因为通过计算，内存的数据和磁盘文件数据等都已经发生了变化。5. 按 y,或回车，存盘。现在我们回到电路显示窗口，注意到第三行中fr值已经被新计算的结果所替代。现在我们的计算结果已经有了，也就是说我们完成了电路的可靠性计算。只要修改整个设计中任何一处数据，fr值就会出现“尚未计算”的标记。直到下次再计算总体mtbf值为止。报告现在我们可靠性计算已经完成，下一步是让我们来看其详细数据。1. 选择工具条中的报

37、告打印预浏览功能，系统会出现一个设置窗口。mtbfcal 提供两种方法让你查看结果。一种是打印机直接打印，另一种是采用预浏览的方法。而第二种手段在实际设计中应用更加广泛。因为它可以让你快速地得到详细结果，并根据需要进行调整。2. 用鼠标在报告格式一栏里选择 pi 因子报告。本软件将提供很多中形式的报告格式。3. 选择报告中元件的排序格式。mtbfcal 允许你对器件在报告里的次序作调整。排序方法很多。其中：器件类型器件型号器件符号这种格式是和刚在你在设计中应用的是一致的。5. 选择：“器件类型器件型号器件符号” 作为排序格式6. 定义报告的上边界为 0.35 7. 定义报告的左边界为 0.35

38、 8. 输入你的公司名称，它将出现在所有报告的页眉。9. 确认不要把“期望值计算结果显示”置成“开”，因我们没有计算期望值，我们刚才只计算了basic基本mtbf值。10. 将应力检查开关根据需要置为“开”或“关”。它将检查器件是否超过了本身的极限值。所以一般情况下都是“需要检查”。11. 将“pi因子公式显示”开关置“关”，因为它只用于厚膜电路12. 回车将显示报告内容。这个报告格式是根据你的要求设置的，并显示在计算机屏幕上。我们发现，用鼠标是最好的方法，来查看保内容。 用“放大”来调整显示清晰度: 报告分三级放大功能，一开始是第一级。将全版显示，不很清晰，但能观看全貌。当你将鼠标移到显示业

39、中间，并且点击鼠标，页面将放大会第二级。现在清晰了许多，但还是不很满意。当你再次用鼠标点击页面时，将放大到最大，现在可以非常清晰地阅读其中的内容了。在最大位置时，如果重复上面的动作，那么页面将缩小回去。当然，你也可以用其它方法来放大和缩小页面。 垂直游标：如果你的设计比较大，那么可能会有很多页，所以你可以用游标来翻滚显示画面。如果只有一页时，那么游标等用于翻滚画面的功能将不出现。在全画面显示时，游标可以让你查阅全部内容， 而在放大状态时，游标只能让你查本页的内容。 水平游标：当你在最大状态时，可以用水平游标查看横向内容。 上页、下页：和游标一样，可以用来查看报告内容。翻页用。 一页 / 两页：

40、如果报告很长，可以用它来设置每次翻一页或两页。 打印功能： 如果通过浏览，觉得对结果满意，就可以用打印功能直接打印到打印机上。建立新的器件库文件下面我们将建立一个器件库文件，器件库文件用于存储各类常用器件的参数，这些器件及其参数可以为以后的电路提供回调，从而节省时间和精力。1. 按 ctrl+n 或点击工具栏中的新建命令以执行文件/新建命令.2. 在“新建”文件类型中，选择“器件库”。随之出现一个创建新器件库文件的对话框，由于器件库可能会十分大，为了节省内存，所以器件库信息是不进入计算机内存处理的，而只是在磁盘中存在。 所以当你一旦输入文件名，或输入新的器件参数等时，计算机会马上更改磁盘上的内

41、容，无须特意存盘。3. 键入新建的器件库文件名 main.lib 注意，器件库文件的扩展名永远是.lib 4. 输入文件名后回车，马上就会产生一个磁盘文件。文件产生后，出现一个建库窗口，并包含器件库的信息。它也分三个区域：头信息，器件库列表和被选择器件的详细资料。在对库文件操作时，大部分菜单命令和工具栏的工作方式与对电路文件的操作是一致的。不同处有：由于器件数据库采用器件型号作为其主索引字存放，因而器件库里的“器件型号”不能重复，即不能有相同型号的器件所有你输入的数据将立刻存入磁盘，所以没有存盘命令为你用打印命令不起作用。将电路中的器件记录传送到器件库“文件”/“传送”命令将允许你将电路设计中

42、的所有器件记录，包括标准库里来的和你自己创建的，全部转移到你自己的器件库文件里，为以后使用提供方便。1. 按alt,f,t启动器件传送命令。注意，因为器件传送不经常使用，所以在工具条上没有该命令。随之出现传送对话框，输入文件名栏要求你指定想往器件库传送的一个或多个电路文件的文件名；其默认值是当前目录下所有电路文件(*.cir).你也可以用“浏览”键来选定一个文件。2. 你可以用“浏览”功能查找到对应的电路设计。如：”输入输出接口卡”.3. 双击“输入输出接口卡.cir”文件，该文件即被选中该文件的完整文件名即被复制到输入文件名栏内。4. 按tab，完成输入文件名的输入确认“ 替换重复器件 ”复

43、选框处于“off”状态。如果替换功能处于“关”状态，那么，当电路中的器件和你自己的库里的器件的型号相同时，会保留原来库里的内容，所以一般情况下，以安全起见，该功能处于“关 ”状态为好。5. 设置“清除参考位号”为 “开”。 (库中不设参考位号)6. 设置“清除lcn ( 逻辑控制数)”为 “开”。(库中不带该参数)7. 设置“设置数量1”为 “开”。 (库中数量永远是1个)8. 按 ctrl+tab完成设置。过漓页窗口：你可以指定“器件类型”和，或者“器件型号”，并让过漓开关置为“开”， 那么只电路中只有和你指定的条件相吻合的器件才会被传送到你的库里。如我可以指定“电阻类”，那么电路里的所有电

44、阻及其它们的参数将存放到你的库里。(本演示请将过漓功能置为“关”)9. 回车，将出现一个确认窗口。请你确认刚才的设置。10.按回车，开始传送。传送数据将直接存盘于你的库文件中，并会产生一个log文件，提示产生中的信息，这个文件是ascii文件格式，存放于和你的库的同一目录中。你可以去检查传送中是否有问题。11.回车关闭传送提示窗口。现在你可以检查一下传送后你的库有什么变化: 库显示窗口里表明有一个器件在你的库里。 库器件列表显示 概括的信息: 器件型号, 器件类型, 修改日期. 当你编辑修改一个器件，或增加一个器件，那么这个器件的更新日期将会是当天的日期作为记录。所以利用这个特点，有助于你很容

45、易检查。那个器件是在什么时间修改的，即那一个是最新版本，以保证库的精确性。因为库是十分重要的。 器件库在显示时是先按“器件类型”，然后是“器件型号”排序的。 器件详细显示时，只显示列表中被选中的“高亮”器件。 第一行：有器件型号,器件类型,数量,等信息 第二行：器件的第二型号(一般是用户自定义)和器件描述。 第三行和第四行是你输入的各种具体参数。 你可以用水平游标查看参数。注意：一个用户自己的库可以存放足够的器件，只要磁盘空间允许就行。所以，一般用户都为建立自己的常用器件库，或专用器件库。给库增加器件现在，我们将介绍给库增加一些新器件：1. 按ctrl+a或利用工具条上的“增加”功能图示,将出

46、现一个添加器件的窗口。2. 在“添加模式”中，选择“选择器件类型”。“选择器件类型”模式将允许你选择一个专门的器件类型加到你的库里。“选择厚膜器件类型”模式允许你输入厚膜器件。“保存上次记录”模式是将保持上一次的状态，这对于你要输入大量基本相同参数的器件是十分有用。你可以看到有许多器件类型供你选择。注意，因为是demo软件，所以，供你选择的器件类型不全面，只有部分。在正式软件中才有完整的器件种类。3. 用鼠标在“器件类型”中选择“电阻”。4. “为选中的器件类型填充默认参数”选中。5. 按 ok，进入下一个窗口。此时，有关电阻参数输入的窗口就出现了。第一个让你添的参数是id。增加电阻 (rc0

47、7,10k):id 页1. 输入“器件型号” 为 rc07gf103j 2. 输入“自定义编号” 为 company-755 3. 将 “参考编号” 一栏留空4. 输入“器件描述” 为 10k, 瓦特 5. 将 “lcn ”留 空白。 (逻辑控制数量)6输入“数量“ 为 1 7. 输入“校正因子” 为 1.0.增加电阻 (rc07,10k):参数页1. 点击“参数”功能进入“参数输入”窗口2. 用鼠标拖拉电阻“类型”中的类型表。3. 在列表中选择“复合碳rc”4. 输入电阻值 10 5. 输入单位 k 表示“千欧姆”6. 选择质量等级 non-er(具体可以查等级手册)7. 功耗最大值为：0.

48、25瓦特8. 功耗为：0.1瓦特9 选择应力计算模式。为方便起见，mtbfcal 提供了两种计算模式：自动：calc=pd/pmax.人工：直接输入比值。10. 选择自动模式。 pd/pmax注意：此时应力比自动计算为：40.0. 即 40pd/pmax=0.1/0.25表示：电阻最大功耗是0.25 瓦特，使用时为其允许值的40。即0.111. 温度调整值为“0”12. 按ok， 就将直接将该电阻加到你的库里。如果需要，你也可以调整“应力”和“smt”参数。不过，应力为自动给出确省值，如果不是smt表面贴器件，就不要关心smt一栏中的参数。如果是，那么请查阅有关smt参数的手册。在器件库里增加

49、非标准器件（其他）当你完成上面这个电阻器件的生成后，计算机会自动等待你输入其它器件，此时，如果你继续输入电阻，那么直接按“确定”就可以了。如果你接下去的电阻和刚在这个电阻的结构基本相同，(有时可能只是阻值不同)，那么，你就可以在“添加模式”选择中，选择“保存上次记录”。那么只要修改其中的不同即可以产生一个新的器件。十分方便。但现在，我们将介绍输入另一种特殊器件：有很多器件，如mil-hdbk-217f-2未覆盖的机械零件，或者是从供应商处买来的用于你的产品中的黑匣子系统等，供应商提供失效率数据，这种情况下你可以用“器件类型”中的“其他”类型来处理这一类特殊器件。1. 用鼠标在“器件类型”中选择

50、2. 在其列表中选择“其他”。3. 按回车或点击“确定”，随之出现“其他”类对话框。增加其他器件:id 页1. 输入“器件型号： 黑匣子 (只是举例说明)2. 输入“自定义型号” 你们公司的对应型号 3.“参考标号”留空白4. 器件描述 你给出器件的功能用途等 5.“lcn”控制逻辑数留空白6. 输入“数量” “1”7. 输入“校正因子” “1.0”增加其他类器件:参数页举例：如果厂家告诉你：这个器件在工作在45度温度环境时的mtbf100000小时，那么其对应的失效率fr10fpmh.因为，对于器件级， fr=1/mtbf=1/100000,这是每1小时的失效率，但fr的单位是每百万小时，所

51、以fr(1/100000)*1000000=10fpmh,而这个fr是工作在45度情况下的值。1. 点击“参数”功能进入“参数输入”窗口2. 用鼠标选择计算方法，(下拖拉菜单)固定计算法：允许你直接输入fr失效率。注意，这个失效率将变为一个常量来处理。甚至和环境温度都无关，也就是说，不管怎么用，它的失效率是一定的。arrhenius 计算法：比较弹性。它将允许你给出一个依赖于环境温度而变化的失效率因子。即，你一样可以输入基本失效率，但还需给出“正常工作温度”，和激活能量，mtbfcal 将结合环境温度，基本失效率，正常工作温度，供能情况等参数，采用pit算法计算实际失效率。3. 选择计算方法为

52、“ arrhenius ”4. 按 tab 确认计算方法1. 输入基本失效率为 10 (单位 = 失效次数/百万小时, 即每百万小时中的失效次数).6. 输入“正常工作温度”“45”度这个温度是供应商给的。此时的基本fr是10，pit1，但当温度变化是 pit值会变， fr值也就会变。7. 输入激活能量0.40 (单位 = ev).这个参数是用来衡量影响器件失效机理的物理和化学作用的能量因子。在超过正常工作温度45时，这个能量将使温度上升，失效率变高。注意：对于常用器件，如ic， 半导体，电阻，等，这个能量因子的值,一般在典型范围：0.050.7ev8. 输入器件和空间的温度误差值为 10 度

53、。9. 回车，将该器件加入库中。10. 选择取消或按 esc, 退出添加对话框。器件库回调现在你已经建好了数据库，让我们回到电路设计，尝试如何回调器件库中的器件。有多种窗口切换的方法 1. 切换到”输入输出接口卡.cir” 电路查看窗口，用m点击窗口区域的某处(如标题处)从窗口下拉菜单中选择相应电路的文件名。按(ctrl+tab)可在多个查看窗口间进行轮换2. 按 ctrl+a 或用工具条中的“添加选择/添命令,随之出现添加对话框 3. 在 “增加模式” 里选择“根据器件型号从库里取元件”注意，此时对话窗口的第二部分就不起作用，直接对第三部分处理即可。如填入：你想要用的库文件名及其路径目录。4

54、. 如果你记不住库文件名，那么就用右边的下拉功能可以显示查找库文件。5. 比如前面我们曾经建立的 main.lib 就是库文件的其中之一。6 填入“器件型号 ”调用“器件型号”完全一致的器件1. 输入 器件型号为 74ls04n 2. 按回车或ok由于“增加模式” 是根据“器件型号从库中取元件”，所以计算机会根据你的器件型号和你指定的器件库文件，进行自动查找。如果库里的确有一个器件和你输入的器件型号完全一致， 那么该器件的参数将会马上被取出，同时，让你填入基本的说明，如“器件参考标号等”，u1， u2，。其它参数一般就不用进行修改。回车确认后将记录到你的电路中。接着是让你输入下一个器件。3.

55、将鼠标移到“参考标号”栏。4. 填入参考位号为 “u8”5. 回车，和按ok， 即可以确认该器件，并加入到你的设计电路中。查找“器件型号”名只有部分符合的器件1. 输入器件型号 rc07，(只是器件型号的部分)2. 回车，选择ok。如果计算机在你指定的器件库中查找时，没有发现完全符合你的器件名称的器件，那么库清单浏览窗口就会马上弹出；如果你输入的器件型号的名称和库清单中的器件的型号的头部相同，那么库清单的该器件会高亮，否则，只是可以清单的第一个器件高亮。 举例：如果你想查74ls系列，你只要输入器件型号为“74ls”即可， 而库清单为将显示所有74ls开头的器件。但要注意， 如果你的输入名不是库清单中的器件名的头部字母，那么将视为无效。如：你输入“ls”作为查找的提示， 但库里根本没有以“ls”开头的器件，那么你的输入被无效，而指定转入库清单的第一个器件。器件库清单显示窗口中的游标可以帮助你查找器件，同时，显示中包括器件型号，器件自定义型号，器件类型等都显示。当你找到所要的器件时， 选中它， 并选择 ok 或 增加回车。 也可以直接用鼠标双击被选中的器件。你还可以用alt+f或其它查找功能 查询你要的器件。用按esc 或按取消退出器件调用窗口