高二物理竞赛课件电路一般软件的容错设计

电路一般软件的容错设计

电路一般软件的容错设计1、堆栈溢出的预防☆堆栈设置在片内RAM区，片内资源有限，使堆栈区范围有限。☆堆栈溢出，将引起程序“跑飞”，危害极大。☆减少系统对堆栈的需求量方法：

1、取消部分子程序

2、尽量不用堆栈来传递参数和结果

3、根据需要减少子程序现场保护量☆系统对堆栈的极限需求量计算方法：主程序最大需量+低级中断最大需量+高级中断的最大需量例4-6：空调机制冷时，若排出的空气温度比吸入的空气温度低8℃则认为工作正常，否则便认为是故障，并设置故障标志。解：为了可靠的监控空调机的工作情况，做两次减法：第一次（40H）-（41H），若CY=1，则肯定有故障；第二次两个温度的差值减去8℃，若CY=1，则肯定有故障程序的流程图如下：上页下页回目录首先定义一些工作单元内部RAM40H41H42H吸入温度值排出温度值故障标志A←(40H)-(41H)CY=1?（A）-8℃ENDSTARTYNCY=1?42H←FFH42H←0YN流程图：上页下页回目录故障正常

ORG1000HSTART：MOVA，40HCLRCSUBBA，41HJCERRORMOV42H，#0JCERRORSUBBA，#8SJMPEXITERROR：MOV42H，#0FFHEXIT：SJMP$END程序：；吸入温度值送A;0→CY;A←(40H)-(41H);CY=1，则故障;是则故障;温度小于8℃？;工作正常标志;转出口;设置故障标志若CY≠1顺序执行CY=1转移CY=1转移若CY≠1顺序执行上页下页回目录2、状态转移的条件审查一般情况下，程序自当前状态进入下一状态，往往取决于一个特定的条件。对重要条件要进行审查，确保安全进入下一个状态。如：散转程序的入口条件；如：直线切削控制：当前状态为刀架快进，快进量完成后进入下一个状态，停止快进，开始切削。可靠性设计中，还要考虑：如冷却泵运转否？主轴电机运转否？等其它条件。好处：防止软件设计错误对条件破坏、干扰的结果 对条件的影响等 3、重要模块的安全性措施某些重要模块的执行对系统有重大影响，如果错误执行将引起严重后果。系统受到干扰后，程序有可能弹飞到该模块中引起非法执行，降低系统可靠性。1）、加强模块入口条件审查；2）、为执行模块配备“密码”措施：入口例行条件检查满足否？操作准备返回密码检查符合否？清除密码实质性操作出错处理返回NYNY4、软件算法的冗错设计1）、逻辑运算的冗错设计思路：画卡诺图、逻辑化简、程序设计、出错处理注意必须作逻辑变量的全覆盖设计2）、数值运算的容错设计容错功能从两个方面考察：一是对入口条件的要求是否苛刻；二是出口信息中是否包括出错信息⑴、入口条件审查如：双字节除单字节、商存单字节正整数的运算子程序的入口条件？考虑：除数是否为0？商是否超出一个字节的范围？⑵、必须对某些运算的中间结果和最终结果进行检查，并对结果做出处理如：A=235+√5B-6C，已知：B〈200，

C〈200，A是1字节的整数。首先做入口条件检查：B〈200？C〈200？能否保证结果正确？☆5B-6C〈0？☆B远大于C，出现A〉255情况（B=125,C=0,B〉〉C，A=235+25=260)⑶、出错信息的设计和使用出错信息要设计的丰富一些，便于人们了解出错的详细情况，以便对症处理。⑷、合理安排运算方案，减少舍入误差对最终结果的影响。如计算：9/5*6方法1：MOVA，#9MOV B，#5DIV ABMOV B，#6MUL AB方法2：MOV A，#9MOV B，#6MUL ABMOV B，#5DIV AB结果：6结果：101、先进行无偏差或偏差小的运算；2、尽量避免两数值相近的数过早相减；避免用绝对值小的数作分母等建议：CPU抗干扰技术

当干扰作用到CPU本身时，CPU有可能将操作数当做操作码来执行，使其不能按正常状态执行程序，从而引起混乱。如何及时发现CPU受到干扰、如何拦截失去控制的程序流向、如何使系统的损失减小、如何尽可能地恢复系统正常状态，便是CPU抗干扰技术研究的课题。1、睡眠抗干扰2、指令冗余；

3、软件陷阱；

4、程序运行监视系统（WATCHDOG)

CPU抗干扰技术当干扰作用到CPU本身时，CPU将不能按正常状态执行程序，从而引起混乱。1、睡眠抗干扰CMOS型单片机通过执行ORLPCON，#1可以进入睡眠状态，只有定时/计数系统和中断系统处于值班状态。这时CPU对系统三总线上的出现的干扰不会作出什么反