[Damyen 1]

Я сейчас занимаюсь анализом надежности, и мне нужно сделать анализ внешних интерфейсов. У меня используется RS-485. Я уже в теории прочитал, что у нас может сообщение исказиться при передаче, допустим появиться лишний бит, или потеряться бит, или биты поменяться местами и т.д. Но вот как это применить к самому анализу? Нужно посчитать вероятность искажения сообщения? И как к этому применить "лямбды" компонентов, которые я рассчитал раньше?

[vladec 12]

RS-485 шинный интерфейс и попытки оценить его надежность по отношению к разного рода сбойным ситуациям без учета его внешних подключений -- интенсивности обмена, длинны линии, числа нагрузок, их распределения по шине, наличии/отсутствии согласования шины, помеховой ситуации на объекте, сдается чистой воды профанацией. Из внутренних факторов, помимо электрических характеристик драйвера, имеет значение: наличие или отсутствие гальваноразвязки, защиты от импульсных перенапряжений и скорость передачи данных, если она регламентируется.

[Ильдус 2]

On 11/22/2021 at 4:33 PM, Джоконда said:

Я сейчас занимаюсь анализом надежности, и мне нужно сделать анализ внешних интерфейсов. У меня используется RS-485. Я уже в теории прочитал, что у нас может сообщение исказиться при передаче, допустим появиться лишний бит, или потеряться бит, или биты поменяться местами и т.д. Но вот как это применить к самому анализу? Нужно посчитать вероятность искажения сообщения? И как к этому применить "лямбды" компонентов, которые я рассчитал раньше?

Я имею очень поверхностные знания цифрового обмена (и цифровой техники вообще) - не судите строго.

У нас, разработчиков бортового оборудования, информация передаётся, например, по резервированным мультиплексным каналам информационного обмена (МКИО) - в соответствии с ГОСТ Р 52070-2003.

В передаваемом слове в протоколе обмена кроме адресной и информационной частей есть бит чётности. К тому же нормируется не только частота обмена, но, и паузы между словами, и фронты импульсов.

В программном обеспечении есть счётчик ошибок: если 3 – 5 раз подряд фиксируется ошибка, то обмен прекращается.

Событие того, что «железо» сломалось так, что бы информация исказилась у нас принимается практически невероятным (менее 10 в минус 9).

* * * * *

Из ГОСТ: п. 7.4.4 Помехоустойчивость устройств интерфейса

Устройство интерфейса должно обеспечивать при приёме достоверных слов не более одного ошибочного слова из 10 в 7 всех слов, принятых устройством...

Ошибка слова подразумевает любую неисправность, которая вызывает установку разряда признака «Ошибка сообщения» в логическую 1...

* * * * *

Поэтому мы считаем только вероятность полного отказа передачи информации, а это Ваши лямбды.  

[Damyen 1]

А как вообще может сообщение, передаваемое приемнику, исказиться ? Допустим мы передаем сообщение 10101110 (неполный вариант без всяких контрольных сумм и так далее). Как в принципе может такое быть, что вместо некоторых единиц появятся нули? Не может же такое быть.

[vladec 12]

4 часа назад, Джоконда сказал:

А как вообще может сообщение, передаваемое приемнику, исказиться ? Допустим мы передаем сообщение 10101110 (неполный вариант без всяких контрольных сумм и так далее). Как в принципе может такое быть, что вместо некоторых единиц появятся нули? Не может же такое быть.

Может быть легко и при несоблюдении базовых правил будет обязательно. Например, большая длинна линии при высокой скорости обмена, большие нагрузки, как активные так и емкостные, отражения в линии, наличие оборудования создающего помехи и т.п. Кроме того, как справедливо заметил выше Ильдус все очень сильно зависит от используемого протокола. Для интерфейса RS-485, в частности зависит от и того, однонаправленная ли это передача данных на шине, или там двунаправленный обмен, например, с большими интервалами нахождения шины в третьем состоянии (пассивная единица).

[Damyen 1]

1 минуту назад, vladec сказал:

как справедливо заметил выше Ильдус все очень сильно зависит от используемого протокола

Протокол модбас рту.

[vladec 12]

1 час назад, Джоконда сказал:

Протокол модбас рту.

Это хороший протокол, если скурпулезно относится к заданным в нем временным интервалам.

[Damyen 1]

2 часа назад, vladec сказал:

если скурпулезно относится к заданным в нем временным интервалам.

А где там присутствуют временные интервалы?

Мастер обращается к ведомому с запросом: адрес устройства, код, адрес первого регистра, количество регистров, контрольная сумма. Потом ведомое отвечает мастеру. Или вы имели ввиду точно время запроса и ответа на сообщение?

 

23 часа назад, Ильдус сказал:

Событие того, что «железо» сломалось так, что бы информация исказилась у нас принимается практически невероятным

То есть если вместо 0 у нас передалась 1, то это хотя бы гипотетически может быть, что это из-за помех по питанию процессора, или процессор, скажем, охладился, и начал глючить и т.д. ? 

[Ильдус 2]

7 hours ago, Джоконда said:

. . . . .То есть если вместо 0 у нас передалась 1, то это хотя бы гипотетически может быть, что это из-за помех по питанию процессора, или процессор, скажем, охладился, и начал глючить и т.д. ? 

Потерю информации из-за помех (условий эксплуатации) мы не рассматриваем. Если на систему влияют помехи или, например, температуры, значит мы допустили где-то ошибку: неправильно выполнили экранирование, или кабель выбрали неправильно, или микросхемы, не работающие во всём диапазоне рабочих (для системы) температур …

 

Вероятность ошибки расчёту не поддаётся – она может быть (и тчк!). Такие ошибки выявляются при испытаниях:

– на излучение помех другим системам;

– восприимчивость к помехам, включая косвенное влияние молнии;

– воздействие климатических факторов (температура, влажность ...);

– испытания на разбросы по питанию (есть у нас такие ГОСТы).

* * * * *

Что касается бита, который вместо нуля стал единицей из-за «железа».

Вероятность исправной работы P(t) = е в степени минус (лямбда * t).

Допустим, что длительность бита t(мкс) = 1 мкс, ламбда нашего «железа» = 0,01 на час (я не представляю, как сделать такое плохое «железо»).

Поскольку ламбда дана в 1/ч, то t(мкс) = 1 мкс переведём в часы. Тогда вероятность отказа на интервале t(ч) Q(t) = 1-P(t) – у меня получилось 2,78 на 10 в минус 12 (!!!) - это уже, по мнению международного сообщества авиационных экспертов, событие практически не вероятное.

 

Обращаю Ваше внимание, что мы пользуемся протоколом, в котором слово всегда чётное (для этого в слове выделен бит «чётности», а Вы пользуетесь контрольной суммой), следовательно, что бы система восприняла ложную информацию за истинную, должны «сломаться» два бита (о вероятности = 0,5 , что бит может ложно принять ноль или единицу мы умалчиваем). Соответственно вероятность ложного искажения двух битов = квадрату Q(t) = 7,72 на 10 в минус 24 (!!!).

При этом, мы рассматриваем «железо», в котором (в кристале) много-много транзисторов и диодов (грубо говоря), следовательно после того, как пару ячеек микросхемы (кристалла) ложно стали гвоздиком или изолятором, на следующим такте они должны чудесным образом восстановиться – иначе слово они не передадут.

 

 

 

 

Изменено 25 ноября, 2021 пользователем Ильдус

[Damyen 1]

12 часов назад, Ильдус сказал:

что бы система восприняла ложную информацию за истинную, должны «сломаться» два бита

А почему именно два бита?

 

12 часов назад, Ильдус сказал:

Вероятность исправной работы P(t) = е в степени минус (лямбда * t).

Может вы перепутали? Может это как раз вероятность отказа, а не не бесперебойной работы?

[blackfin 28]

39 minutes ago, Джоконда said:

А почему ... ?

Может ... ? Может ... ?

Надежность, дублирование, троирование... Туамосес Джоконда как всегда в своём репертуаре.. :)

 

Коллеги! Хватит кормить тролля!

[vladec 12]

22 часа назад, Джоконда сказал:

А где там присутствуют временные интервалы?

Времена ожиданий и т.п. Там читать надо все внимательно.

[aaarrr 69]

1 hour ago, vladec said:

Времена ожиданий и т.п.

...не специфицированы. Одна из прелестей "хорошего" протокола.

[Ильдус 2]

4 hours ago, Джоконда said:

А почему именно два бита?

 

Может вы перепутали? Может это как раз вероятность отказа, а не не бесперебойной работы?

1) Если Вы считаете 7,72 на 10 в минус 24 большой величиной, то можете рассматривать любое количество битов, только не забудьте при расчёте возводить в соответствующую степень.

2) Первый попавшийся под руку учебник "Основы теории надёжности" А.М. Половко, С.В. Гуров

- см. выкопировку

[Damyen 1]

1 час назад, Ильдус сказал:

Первый попавшийся под руку учебник "Основы теории надёжности" А.М. Половко, С.В. Гуров

Но если посчитать по этой формуле вероятность вообще копеечная будет.  Взять абстрактное устройство с лямбда = 0,15. Время 1000 часов. P(t) = exp (- 0,15 * 1000). Получается почти ноль. Может я считаю неправильно? 

Изменено 26 ноября, 2021 пользователем Джоконда