潛在通路

潛在通路是指在電氣/電子系統中使得系統產生非期望功能或抑制期望功能的電路,它與硬體失效無關,而是設計者無意地設計進系統的一種潛在狀態。潛在通路的出現常常會給系統設備乃至人身造成巨大的危害。

基本介紹

  • 中文名:潛在通路
  • 外文名:SCA: Sneak Circuit
  • 類別:電路
  • 相關技術:潛在通路分析技術
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潛在通路(SCA: Sneak Circuit)

潛在通路是指在電氣/電子系統中使得系統產生非期望功能或抑制期望功能的電路,它與硬體失效無關,而是設計者無意地設計進系統的一種潛在狀態。潛在通路的出現常常會給系統設備乃至人身造成巨大的危害。因此,一種解決潛在問題的技術——潛在通路分析技術(SCA: SneakCircuit Analysis)應運而生。它可以全面地分析大型複雜系統的可靠性設計缺陷和潛在問題,把事故隱患消除在產品設計階段,從根本上提高大型複雜系統的可靠性、安全性和戰備完好率,同時也可以避免災難性事故及由此帶來的巨大經濟損失。

潛在通路分析技術的發展

國外

潛在通路分析技術是1967年由美國國家宇航局在阿波羅登月計畫中為提高系統的安全性與可靠性而投資研究的,旨在事先識別存在於系統設計中的潛在問題。波音宇航公司承擔了這個歷史上第一個SCA研究。1974年,波音公司將潛在電路分析技術用於F-4C飛行控制系統;1976年,波音公司利用已有的潛在電路分析技術查找軟體中的潛在問題,所開發的技術使用了拓撲模式識別方法辨識彙編語言子程式中的軟體錯誤。此方法包含研究過去所出現的軟體故障案例並收集含有問題的計算機線索表,分析這些案例並在網路樹中用類推方法描述軟體命令,從而達到識別出潛在問題的目的。波音公司經多年的摸索和大量實際系統分析的補充和完善,最終建立起了一套相當完善的線索表和一支熟練套用線索表的分析隊伍,不過由於軍事和商業利益,這一技術處於嚴格保密的狀態,因而也被稱作是一種“黑色藝術”。八十年代中後期,歐洲也開始了此方面的研究。在1994年的美國可靠性與安全性年會上,歐洲航空局(ESA)的代表首次向外界公布了他們研究的最新進展。1997年10月,根據ESA的SCA方法改編、修訂的歐洲空間合作標準化組織(ECSS)的潛在分析標準的實施,標誌著歐洲在該領域的研究和套用趨於規範化。1995年,SoHaR公司與Phase Three Logic公司合作,推出了基於Windows平台上的潛在電路分析工具——CapFast/SCA,這是世界上第一個上市銷售的SCA軟體工具。
歷經幾十年的發展,潛在通路分析技術已日臻完善。到目前為止,在國外已經形成了以波音公司、歐洲空間局和SoHar公司為代表的3種分析方法和手段,並且都已經開發出了比較成熟的套用軟體系統。 SCA技術在航天領域的套用取得了巨大的成功。同時,這一技術也漸漸的套用到了其他的領域,大量套用於工業、民用等各類系統。

國內

隨著我國航天技術的發展,在90年代初我國也逐漸開始了SCA技術的研究。到目前為止,已經開發出三個系統:即北京航天自動控制研究所的計算機輔助網路樹生成系統CANTGS,中國航空綜合技術研究所、成都飛機設計研究所和成都電子科技大學聯合開發的計算機潛通路分析軟體UEST26112301SCAS和第二炮兵工程學院開發的基於定性仿真與功能推理的計算機輔助潛在通路分析系統。利用SCA分析技術,首次完成了具有相當規模的運載火箭長征三號控制系統關鍵電路的潛在分析任務,在工程套用上取得了突破性的成就。

潛在通路分析技術難點

然而,利用現有的技術完成潛在分析任務就必須要由系統經驗極其豐富的專家根據長期工作積累的經驗,對由計算機輔助識別出來的網路拓撲模式進行具體的分析與判斷,其分析工作量巨大、周期長,且容易出現漏判而不全面,這些無疑妨礙了一般控制系統綜合設計人員的使用。為進一步提高航天控制系統潛在分析的有效性和實用性,有必要最大限度的提高潛在分析的自動化、智慧型化水平。所以,有待進一步對SCA技術進行研究與探討。

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