[发明专利]一种基于操作系统内核调用数据的设备软故障检测方法

说明书

本发明提供了一种基于操作系统内核调用数据的设备软故障检测方法，对受测设备注入ESD干扰信号，收集受测设备操作系统在ESD干扰信号注入的前后过程中的系统内核调用数据，将系统内核调用数据构建为图信号数据模型，对图信号数据进行预处理，使用基于搬运问题的相似度度量算法来比较ESD干扰注入前后系统内核调用数据的自相似性变化；或者针对某操作系统构建面向系统内核调用数据的长短时异构运算模型，并采用随机梯度下降的方法训练所述模型，将经过预处理的受测设备的图信号数据输入所述模型，输出检测结果。智能检测ESD引起的电路系统软故障，为电子设备进一步的EMC优化整改提供指导意见，提高电子设备的EMC可靠性与产品研发效率。

技术领域

本发明属于电磁兼容检测技术领域，具体涉及一种基于操作系统内核调用数据的设备软故障检测方法。

背景技术

电磁兼容性是衡量电子产品可靠性的关键指标，而对于静电释放(Electro-Static discharge,ESD)现象的研究是该领域下的重要组成部分。ESD干扰具有瞬间高电流、高电压且分布广泛的特征，是电子设备故障的主要诱因之一。系统级ESD干扰除了引起不可逆的硬故障(物理损毁或慢性失效)以外，还会额外引发大量的软故障。由ESD引起的电子设备软故障具有发生过程隐蔽难以捕捉、诱发机理多变难以回溯的特点，因此，如何观测电子设备的ESD软故障，并进一步探明其发生机理与设备的响应特性，是目前研究的热点和难点。

发明内容

本发明提供了一种基于操作系统内核调用数据的设备软故障检测方法，解决目前缺乏对电子产品ESD软故障进行检测与定位技术的问题。

本发明提供的一种基于操作系统内核调用数据的设备软故障检测方法，所述方法为：对受测设备注入ESD干扰信号，收集受测设备操作系统在ESD干扰信号注入的前后过程中的系统内核调用数据，将系统内核调用数据构建为图信号数据模型，采用基于递归衰减的采样窗函数方法对图信号数据进行预处理，使用基于搬运问题的相似度度量算法来比较ESD干扰注入前后系统内核调用数据的自相似性变化，当相似度距离大于先验值时，即可认为受测设备在ESD注入下发生了软故障；或者针对某操作系统构建面向系统内核调用数据的长短时异构运算模型，并采用随机梯度下降的方法训练所述模型，将经过预处理的受测设备的图信号数据输入所述模型，可直接输出受测设备某一部位受到了某一等级的ESD干扰。

优选的，所述操作系统为基于Linux的操作系统。

优选的，所述操作系统嵌入内核采集模块，通过内核采集模块采集系统内核调用数据，并通过同步数字串口将系统内核调用数据传送给逻辑分析仪，再由逻辑分析仪上传至计算机进行处理分析。

优选的，采用基于递归衰减的采样窗函数方法对图信号数据进行预处理的方法为：采用可变长度的采样窗函数F_W(t)获取图信号数据，通过随采样窗同步生长的递归衰减函数Ge(t)对不同时间的图信号数据进行权值分配，其公式如公式(4)所示，其中T₀是指窗函数的时间宽度，σ是指高斯模型函数的畸变参数：

优选的，所述的基于搬运问题的相似度度量算法，如公式(1)—(3)，

P＝f_p(m),Q＝f_q(m)m＝1,2,3....(1)

P,Q分别对应受测设备在ESD注入前后的内核调用特征向量，内核调用特征向量由内核函数调用频率与特征参数拼接获得，f_i,j表示P向量中i元素与Q向量中j元素的数值距离，d_i,j表示向量中i，j元素的空间距离，通过公式(2)中的线性规划将所述两段内核调用特征向量间的最小趋同开销作为两者间的相似性度量，当相似度距离大于先验值时，即可认为受测设备在ESD注入下发生了软故障。