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Board-AnsichtµControlers und µProzessoren (Elektronik)
verfasst von matzi682015
, Aachen, 26.07.2016, 15:32 Uhr
» » Hallo Gemeinde,
» »
» » so ein moderner µControler oder µProzessor hat 10^9 oder 10^10 oder noch
» » mehr Transistoren und andere
» Bauteilechen/Widerstands-/Kapazitätsstrukturen
» » inne; macht es etwas aus, wenn da einer oder ein paar dutzend kaputt
» sind?
» » Oder anders gefragt: Ist bei solchen hochkomplexen Bauelementen alles
» » 100,00000000%ig in Ordnung? Und was ist, wenn nicht?
»
» Da machst Du ein Faß auf, über das dicke Bücher und Promotionen geschrieben
» wurden. Ich versuch’s mal ganz kurz: man muß zwischen verschiedenen
» Fehlerarten unterscheiden, solche die eindesigned wurden (weil der
» Entwickler Fehler gemacht hat), solche, die in der Produktion entstehen und
» solche, die erst im Feld entstehen. Bei komplexen Produkten ist keiner
» dieser Fehler auszuschließen.
» Design-Fehler versucht man mit aufwendigen Verifikationen zu minimieren.
» Man überlegt sich, welche Fehler bei der Entwicklung passiert sein könnten
» und simuliert, ob die ausgedachte Schaltung sich korrekt verhält.
» Andernfalls muß sie korrigiert werden.
» Fertigungsfehler versucht man durch mehrere Tests im Fertigungsprozeß zu
» finden und die fehlerhaften Bauteile werden dann aussortiert. Fehler im
» Feld werden durch Redundanzen erkannt und entweder behoben oder ihre
» Auswirkungen werden reduziert (Schalten in den fail-safe mode, beim Auto:
» „limp-home“).
» Bei der Verifikation werden mögliche Fehlerszenarien übersehen, so daß sich
» Design-Fehler bis in das Produkt fortpflanzen. Im günstigsten Fall werden
» sie dann dokumentiert (sie werden eine Eigenschaft des Produkts, ein
» „Feature“) und der Benutzer muß das berücksichtigen. Schwerwiegendere
» Fehler werden in nachfolgenden Revisionen behoben.
» Auch Fertigungstests können nie alle möglichen Fehler finden, obwohl
» komplexe Bausteine heutzutage schonmal zu einem Drittel nur aus
» Teststrukturen bestehen. Sie sind nur vorhanden, um das Bauteil beim
» Hersteller zu testen, sie haben keine weitere nützliche Funktionalität und
» sie werden im normalen Betrieb abgeschaltet. Dennoch ist man froh, wenn man
» 98% eines Bauteils damit testen kann. Mitunter gibt man sich mit weniger
» zufrieden. Das bedeutet, daß ein gewisser (sehr geringer) Prozentsatz
» fehlerhafter Bauteile ausgeliefert wird. Das sind übrigens weit weniger als
» 2%, wie man aus diesen Zahlen meinen könnte, denn es gibt weitere Tests,
» die die meisten verbleibenden Fehler finden können, aber eben nicht alle.
» Regelmäßig werden Rückläufer untersucht und gegebenenfalls die
» Testprogramme entsprechend erweitert (bei sogenannten Test-Escapes).
» Fehler im Feld sind meistens sporadische Fehler, zumindest wenn der
» Hardware-Designer die Spezifikation des Bauteils eingehalten hat. Sie
» entstehen z.B. durch Alpha-Strahlung und sind beim Neustart des Systems
» verschwunden. Man kann sie nur mit Redundanzen entdecken. Bei
» Microcontrollern für sicherheitskritische Anwendungen haben die meisten
» Speicher mindestens ein Paritätsbit, in der Regel aber eine Fehlerkorrektur
» (ECC), die einen 1-Bit Fehler behebt und einen 2-Bit Fehler zumindest
» erkennt. Immer mehr Controller (zumindest für die Automobilindustrie) haben
» Lock-Step Cores. Dabei sind die CPU-Kerne doppelt ausgelegt und ihre
» Ergebnisse werden nach jedem Taktzyklus verglichen. Kommen sie auf
» unterschiedliche Ergebnisse, werden entsprechende Fehlerfunktionen
» ausgeführt.
» Ach ja, der Kunde verlangt in der Regel 0 PPM Fehlerquote als Ziel. Mehr
» als 5 PPM (5 Ausfälle bei einer Million gelieferter Bauteile) gelten als
» nicht akzeptabel.
HAMMER! Da wundert es mich nicht, dass meine Kiste hier fast jeden Tag eine neue Überraschung credenzt, von Anfang an.
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greets from aix-la-chapelle
Matthes 
Gesamter Thread:
, 25.07.2016, 20:40 (Elektronik), 25.07.2016, 21:21, 26.07.2016, 15:32