智能变送器嵌入式软件可靠性设计与验证：IEC61508标准应用

"这篇文章是2011年发表在《南京工业大学学报(自然科学版)》上的一篇自然科学论文，作者袁宜峰和凌志浩，主要探讨了基于IEC61508标准的嵌入式软件在智能变送器中的可靠性设计与验证方法。" 在流程工业领域，智能变送器扮演着至关重要的角色，其嵌入式软件的可靠性直接影响到整个系统的安全性。IEC61508是一个国际标准，专门针对功能安全，为包括嵌入式软件在内的系统设计提供了指导。文章中，作者采用了该标准中的V模型思想来设计和验证智能压力变送器的软件。 V模型是一种软件开发模型，它强调了设计和验证的对应关系，即每个设计阶段都有相应的验证阶段与之匹配。在系统安全需求分析阶段，确定了智能变送器的安全需求和性能指标。接着，在软件结构设计中，考虑了如何实现这些安全需求，将软件划分为多个模块，确保每个模块的独立性和可测试性。 在模块设计与测试阶段，作者详细设计了各个软件模块，并进行了严格的单元测试，以确保每个模块都能正确无误地执行预期功能。此外，故障注入试验是一种常见的软件可靠性评估手段，通过模拟硬件或软件故障来检验系统的响应和恢复能力。而失效模式影响及诊断分析（FMEDA）则用于分析系统可能出现的失效模式及其影响，帮助识别潜在的故障源，并评估系统在故障发生时的诊断效率。 通过这两种评估方法，作者对智能变送器进行了全面的安全评估。结果显示，在工艺条件导致安全不确定性较大的情况下，研究的智能变送器达到了88.3%的安全失效分数，这个水平接近当前先进智能变送器的安全性能标准。这表明，应用IEC61508标准的软件开发方法可以有效地提高嵌入式软件的可靠性，为工业现场设备的安全运行提供保障。 关键词涵盖了嵌入式软件、可靠性和功能安全，表明这篇论文的核心内容是讨论如何在嵌入式系统中实现高可靠性和安全性，特别是在遵循IEC61508标准的框架下进行设计和验证。这一研究对于从事工业自动化、过程控制和嵌入式系统开发的工程师具有重要的参考价值。