陈帅
【摘 要】故障树分析法是可靠性分析中常用的一种分析方法。它具有很大的灵活性，可以根据图形演绎的方法清晰地分析出系统的各种故障状态，也可以围绕某些特定的故障做层层深入的分析。在科研生产中，故障树被技术人员广泛应用于故障分析的过程中，效果甚佳。文章以某DPC模块低温故障为例，详细阐述故障树的原理及实效使用。%Fault tree analysis method is a common method in reliability analysis,it is very flexible.It can analyse any fault state syllabify by the method of graphics deduction,and could analyse thoroughly based on some special fault.In scientific research and manufacture, Fault tree analysis method is used widely in fault analysis by engineers,the effect is superduper. This article expatiates the theory and use of the fault tree analysis in example of a certain DPC module’s low temperature fault.
【期刊名称】《大众科技》
【年(卷),期】2015(000)003
【总页数】4页(P12-15)
【关键词】故障树;分析;DPC
【作 者】陈帅
【作者单位】中航工业西安航空计算技术研究所，陕西 西安 710065
【正文语种】中 文
【中图分类】V26
某型飞机系统的数据处理模块（以下简称“DPC模块”）结构复杂，排故周期长、困难大，故障原因难以定位。我们急需一种方法来对故障及时做出准确判断、查明故障部位、出故障原因及排除方法，这样可以大大减少产品维修的盲目性、缩减经费、提高效率。而在目前的科研生产中，故障树分析法正越来越受到技术人员的“青睐”。实践证明，故障树分析法在DPC模块的故障定位过程中可以发挥很大的作用，我们可以从上至下画出故障发生的逻辑框图，可以直观地看出DPC模块故障发生的各种原因，并对系统进行全面的分析，
从而确定故障发生的原因，采取相应的维修措施和改进办法，收效甚好，可以大力推广使用。
故障树分析法（Fault Tree Analysis,简写FTA）是通过对可能造成产品故障的硬件、软件、环境等因素进行分析, 画出故障原因的各种可能组合方式和其发生概率的一种分析技术。它具有很大的灵活性，可以根据图形演绎的方法清晰地分析出系统的各种故障状态，也可以围绕某些特定的故障做层层深入的分析。
在使用FTA分析法的时候，故障树模型以系统最不希望的事件为顶事件(根节点)， 以可能引发顶事件的其他事件作为中间事件(中间节点)和底事件(叶节点)。故障树的建立步骤主要分以下四步：a.确定顶事件，是指确定要分析的对象事件，顶事件是一个系统最不希望发生的事情，一般情况下，我们将频繁发生的故障或比较危险的事件作为顶事件。b.分析顶事件，调查分析与顶事件有关的全部原因，再将顶事件作为输出时间，所有原因作为输入条件。c.分析输入事件，若此事件还能继续分解，就把它作为下一级的输出事件。d.依照上面的步骤，层层向下分解，直至所有的输入事件不能再分解。 3.1 问题概述
某型飞机系统的DPC模块，负责整个系统的数据计算、数据管理和VME总线传输控制。在进行环境应力筛选试验时，试验人员发现某DPC模块在低温-55℃时自测试故障。
3.2 DPC模块工作机理
DPC模块采用PC755处理器平台，对外为VME总线接口，其组成结构如下图1所示。
DPC模块为处理器PC755+桥接器PC107平台结构，还配置存储器电路、VME桥电路、以太网接口电路等功能部件，完成分机的数据处理功能。 3.3 故障树的建立与分析
故障的DPC模块在低温（-55℃）环境下，1小时后，通过多次上电测试验证，发现故障在测试程序加载环节。当该DPC模块加电后，引导程序（Boot）和操作系统启动正常，但在用户应用程序启动正常加载操作时，DPC模块无响应，应用程序未能正常启动。下面对问题从故障树角度，逐一对各个影响因素进行分析。针对DPC模块应用程序无法正常加载的故障原因进行分析，本次故障的故障树如图2所示。
引起该DPC模块应用程序无法正常启动的故障原因如下：
（1）软件故障：包括DPC模块的引导程序故障和操作系统程序故障；
（2）硬件故障：包括电源电路故障，复位电路、时钟电路故障、处理器电路故障和存储器电路故障。
3.4 利用故障树定位故障原因
3.4.1 软件故障
（1）引导程序故障
DPC模块处理器在上电后，运行引导程序完成对处理器PC755，以及PC107桥进行存储器、IO等接口的初始化配置进行初始配置，包括：处理器访问空间设置，PC107桥SDRAM接口初始化，UART初始化等配置操作。若硬件配置操作错误，会导致启动异常。
DPC模块中的引导程序是一个经过软件测评后版本确定的引导软件，该驱动程序已经在同批次的多台分机上进行了验证测试，都未发生该故障现象。经查过程记录，故障的DPC模块上的引导程序软件已按照软件配置管理规定办理了相关的软件出入库手续，确认固化版本状态正确，所以排除引导程序故障。
（2）操作系统程序故障
DPC模块中的操作系统程序是一个经过软件测评后确定版本软件，且该操作程序已经在同批次的多台分机上进行了验证测试，都未发生该故障现象。此次故障的DPC模块的操作系统程序软件经过检查记录核实，已按照软件配置管理规定办理了相关的出入库手续，确认固化版本状态正确，因此排除操作系统程序故障。
3.4.2 硬件故障
（1）电源电路故障
DPC模块功能电路是否能正常工作的前提，是各级电压是否正常。
通过万用表对DPC模块的3.3V平台电压，2.5V桥芯片（PC107）核工作电压以及FPGA核工作电压，2.0V处理器核工作电压进行了常温测试，测试结果如表1；
因此次故障发生在低温环境下，通过示波器对DPC模块的3.3V平台电压，2.5V桥芯片（PC107）核工作电压以及FPGA核工作电压，2.0V处理器核工作电压进行了低温（-55℃）测试，测试结果如表1；
经数据对比表明，上述三种电源均满足设计要求。此外，引导程序和操作系统能够正确执行，并且通过仿真器连接处理器进行测试程序的运行，也表明电源电路工作正常稳定，故排除电源电路故障。
