東西壞了，事情也出了差錯。 簡單的說就是 XX發(fā)生了。 不管用什么詞，事實上我們都生活在一個不完美的世界里。 在嵌入式系統(tǒng)中，有很多失敗的可能。 在簡單的系統(tǒng)中，失敗通常導(dǎo)致它們不工作。 在復(fù)雜的系統(tǒng)中，失敗可能以更微妙的方式表現(xiàn)出來。
嵌入式系統(tǒng)引入了＂智能＂，所以顯而易見的是，這種智能可以用來檢測即將發(fā)生的問題和已經(jīng)發(fā)生的問題，并可能減輕失敗的影響。
這種內(nèi)置故障控制的通常術(shù)語是＂自我測試＂。這是一個很有可能被許多會議所討論的大問題，細節(jié)可能會寫滿一本書。 但在這里，只考慮一下關(guān)鍵問題。
從本質(zhì)上講，嵌入式系統(tǒng)中有四個可能出現(xiàn)的故障領(lǐng)域：
CPU 中央處理器
Peripherals 外圍設(shè)備
Memory 內(nèi)存
Software 軟件
一個 CPU 的失敗是相當(dāng)罕見的，但是，當(dāng)然，不是未知的。部分失敗是不可能的，所以預(yù)期的情況是無法運行代碼，所以沒機會解決失敗。由于電子元件的故障通常發(fā)生在電源上，CPU 故障很可能會以一個完全死機的形式出現(xiàn)。在多 CPU 設(shè)計中，這是一個不同的問題，當(dāng)一個 CPU 可以監(jiān)視另一個 CPU 的活動并且更優(yōu)雅地報告失敗。
內(nèi)存是一個關(guān)鍵的系統(tǒng)組件，當(dāng)然，現(xiàn)代設(shè)備中有很多的內(nèi)存。失敗也是未知的。 一個暫時的故障，可能是由一個雜散粒子引起的，可能會導(dǎo)致無法解釋的、無法生成的裝置崩潰。真的沒有什么辦法可以解決這種可能性。 一個嚴(yán)重的或者永久性的失敗更容易被發(fā)現(xiàn)。
內(nèi)存可以通過兩種方式進行測試： 如果CPU有閑置時間的話，在加電的時候（在任何有用的數(shù)據(jù)存儲在存儲在內(nèi)存之前），或者在動態(tài)運行中。如果一個簡短的啟動延遲可以被容忍的話，要考慮是否需要一個全面的內(nèi)存檢測。 通常的測試被稱為＂動態(tài)測試＂，在這種方法中，內(nèi)存被清除，每個位都被寫入，每個位都被檢查，以確保它是零。
動態(tài)測試自然沒有那么全面，因為實時數(shù)據(jù)不可能被損壞。唯一真正的選擇是通過編寫和讀取一系列模式來測試每個字節(jié)，而中斷是禁用的。
外圍設(shè)備多種多樣，可能會失敗，這里有許多有趣的方法。 然而，能提供的一般性建議很少。自測代碼可以檢查設(shè)備對其地址的響應(yīng)，因為如果沒有這樣做，就意味著發(fā)生了不好的事情。否則，一些設(shè)備可能有一個＂循環(huán)回路＂模式，能夠檢查基本的發(fā)送／接收功能。除此之外，任何自我測試都需要創(chuàng)造力，這種創(chuàng)造力是基于對設(shè)備功能的理解。
如果軟件失敗了，那是因為它的設(shè)計或?qū)崿F(xiàn)出錯了。與硬件不同，無錯誤軟件（如果存在的話）不會隨著時間的推移而變壞。 軟件故障可分為兩大類：
（1）陷入一個循環(huán)（無反應(yīng)）
（2）數(shù)據(jù)／代碼腐爛
最常見的原因（1）實際上是某種硬件問題，導(dǎo)致軟件正在等待一個永遠不會出現(xiàn)的響應(yīng)。 這仍然是一個軟件錯誤，因為超時總是謹(jǐn)慎的。解決這種問題的最好方法就是使用某種watchdog設(shè)施。如果沒有收到軟件的定期響應(yīng)，通常要硬件重置系統(tǒng)。一個專用的任務(wù)可能在多線程應(yīng)用程序中做同樣的工作。
指針錯誤是導(dǎo)致（2）隨機內(nèi)存損壞的可能原因，很難對其進行檢測和診斷。幸運的是，一個常見的錯誤是使用無效的指針。由于這會導(dǎo)致一個軟件中斷，預(yù)防措施是確保相應(yīng)處理程序的實現(xiàn)。 另一個普遍的錯誤是像堆?；驍?shù)組這樣的內(nèi)存區(qū)域的溢出。 這個問題可以通過在兩端使用保護檢查或監(jiān)測其訪問情況加以解決。
還有一個重要的未決問題。 一旦發(fā)現(xiàn)失敗或即將發(fā)生失敗，能做些什么呢？ 這完全取決于系統(tǒng)的性質(zhì)。 在某些情況下，特別是深度嵌入式系統(tǒng)，系統(tǒng)重置是唯一合理的做法。在后面的分析中記錄失敗是一種可能。 對于其他系統(tǒng)，用戶可能會被建議或者決定要采取的行動。 另一種可能性是，設(shè)備使用網(wǎng)絡(luò)連接向用戶／供應(yīng)商／開發(fā)人員發(fā)送有關(guān)故障的信息。
自我測試的底線對每一個嵌入式系統(tǒng)都是不同的，這使得這個行業(yè)的工作變得有趣。結(jié)果是，每個設(shè)備的自我測試都是不同的，對發(fā)現(xiàn)故障的反應(yīng)也是可變的。 唯一不變的因素是失敗的可能性，以及許多開發(fā)人員對這種可能性的否定。