目前，大量的嵌入式系統均采用了單片機，并且這樣的應用正在更進一步擴展；但是多年以來人們一直為單片機系統的可靠性問題所困惑。在一些要求高可靠性的控制系統中，這往往成為限制其應用的主要原因。
        1.單片機系統的失效分析 
        一個單片機系統的可靠性是其自身軟硬件與其所處工作環境綜合作用的結果，因此系統的可靠性也應從這兩個方面去分析與設計。對于系統自身而言，能不能在保證系統各項功能實現的同時，對系統自身運行過程中出現的各種干擾信號及直接來自于系統外部的干擾信號進行有效的抑制，是決定系統可靠性的關鍵。有缺陷的系統往往只從邏輯上去保證系統功能的實現，而對于系統運行過程中可能出現的潛在的問題考慮欠缺，采取的措施不足，在干擾信號真正襲來的時候，系統就可能會陷入困境。
        2. 提高可靠性的措施
        2.1減少引起系統不可靠或影響系統可靠的外界因素：
        1) EFT (Ellectrical Fast Transient)技術。EFT技術是一種抗干擾技術，它是指在振蕩電路的正弦信號受到外界干擾時，其波形上會迭加各種毛刺信號，如果使用施密特電路對其整形，則毛刺會成為觸發信號干擾正常的時鐘，在交替使用施密特電路和RC濾波電路時， 就可以消除這些毛否則令其作用失效，從而保證系統的時鐘信號正常工作。
        2) 低噪聲布線技術及驅動技術。在傳統的單片機中，電源及地線是在集成電路外殼的對稱引腳上，一般是在左上、右下或右上、左下的兩對對稱點上。這樣，筆耕文化推薦期刊，就使電源噪聲穿過整塊芯片，對單片機的內部電路造成干擾。現在，很多單片機都把地和電源引腳安排在兩條相鄰的引腳上。這樣，不僅降低了穿過整個芯片的電流，而且在印制電路板上容易布置去耦電容，從而降低系統的噪聲。現在為了適應各種應用的需要，很多單片機采用"跳變沿軟化技術"，從而消除大電流瞬變時產生的噪聲。
        3) 采用低頻時鐘。高頻外時鐘是噪聲源之一，不僅能對單片機應用系統產生干擾，而且還會對外界電路產生干擾，令電磁兼容性不能滿足要求。對于要求可靠性較高的系統，低頻外時鐘有利于降低系統的噪聲。在一些單片機中采用內部瑣相環技術，則在外部時鐘較低時，也能產生較高的內部總線速度，從而保證了速度又降低了噪聲。
        2.2 提高系統自身抗干擾能力及降低自身運行的不穩定性
        2.2.1 用監視定時器技術提高系統的可靠性監視定時器(Watchdog)技術現在使用得非常廣泛，技術已較為成熟，這一技術的支持手段也很多。目前，各處理器的生產廠家幾乎都在生產內置有看門狗定時器的單片機產品，市場上還有許多獨立的看門狗定時器芯片可供選擇。采用監視定時器技術后，一旦程序跑飛，系統立即會被監視定時器復位掉，從頭重新啟動系統，從而退出不正常的運行狀態。因此，對于采用了看門狗電路來提高可靠性的系統，必須嚴格保證系統的可重人性。對于與歷史狀態相關的系統，為保證其重人性能，可以把其歷史狀態保存在系統的RAM 中，即在單片機系統的內存或其擴展的外部存儲器中，開辟出專用于保存歷史狀態的緩沖區。在確保系統不掉電的情況下，這些歷史數據在系統重人時可以被重新使用。如果不能保證系統的電源穩定，還必須考慮采用備用電池供電，以保證RAM數據的安全穩定；對于時間不是太敏感的系統，還可以采用E2PR0M 或Flash ROM 來保存歷史數據。
        2.2.2 軟件抗干擾技術
        一個系統可能由于存在著各種干擾及不穩定因素而出現運行故障。為解決這一問題，可以從程序的設計方面采取一些措施。傳統的為抑制系統的干擾信號而經常采用的軟件濾波技術、軟件冗余設計就是這一類的典型應用。根據設計經驗，通常還可以采用軟件鎖設計、程序陷阱設計。這一類方法主要是針對程序跑飛的情況而采用的。當系統在干擾信號的作用下發生程序跑飛時，程序指針有可能指向兩個區域：一種可能正好轉到程序區的其他地址進行執行，一種可能轉移到程序空間的盲區進行執行。所謂盲區，就是說那里并沒有存放有效的程序指令。對于第一種情況，可以采取軟件鎖加以抑制。
        2.2.3 采用備份系統提高可靠性
        備份系統在許多重要控制系統中已被廣泛使用，但多在工控機中或較大型的系統中采用。備份系統可根據具體的情況分為在線備份系統和后備備份系統。對于在線備份系統，系統中的兩個CPU均處于工作狀態，有可能兩個CPU處在對等的位置，也可能一個處在主CPU 的位置，而另一個處在從CPU的位置。在對等的情況下，兩個CPU共同決定系統對外的操作，任何一個CPU 出錯都將引起對外操作的禁止。對于一主一從的情況，往往是主CPU負責系統控制邏輯的實現，而從CPU負責對主CPU的工作狀態進行監控。當監控到主CPU工作異常時，從CPU通過強行復位主CPU等操作使主CPU恢復正常，同時，為確保從CPU工作正常，從CPU的工作狀態也被主CPU監控；當從CPU 的工作狀態不正常時，主CPU也可采取措施使從CPU恢復正常工作，即實現互相監控的目的。

 

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