本发明专利涉及计算机刀片技术领域，具体为一种计算刀片硬件可靠性设计方法。
背景技术：
刀片服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，是一种实现hahd(highavailabilityhighdensity，高可用高密度)的低成本服务器平台，为特殊应用行业和高密度计算环境专门设计。刀片服务器就像“刀片”一样，每一块“刀片”实际上就是一块系统主板，它们可以通过“板载”硬盘启动自己的操作系统，如windowsnt/2000、linux等，类似于一个个独立的服务器，在这种模式下，每一块母板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。不过，管理员可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境，并同时共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的“刀片”，就可以提高整体性能，而由于每块“刀片”都是热插拔的，所以系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。
随着电子技术及计算机技术飞速发展，系统和设备的结构日益复杂，给刀片可靠性设计带来了一定的难度，导致不能准确且便捷地确定所提出的设计是否能达到可靠性要求，为此我们提出一种借助数据收集、预先估算以及精确的失效率计算，有效提高刀片可靠性的设计方法来解决此问题。
发明专利内容
(一)解决的技术问题
本发明专利的目的在于提供一种计算刀片硬件可靠性设计方法，以解决上述背景技术中提出的随着电子技术及计算机技术飞速发展，系统和设备的结构日益复杂，给刀片可靠性设计带来了一定的难度，导致不能准确且便捷地确定所提出的设计是否能达到可靠性要求的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明专利提供如下技术方案：一种计算刀片硬件可靠性设计方法，其方法包括如下步骤：
(1)数据收集：首先对刀片采用的元器件、部件进行可靠性的数据收集；
(2)数据预计：根据所收集的数据，采用元器件计数法对其作出相应的可靠性预计；
(3)失效率计算：对刀片中所用到的国产或进口电子元器件，通过一定的标准计算其失效率；
(4)数据分析：通过对收集的数据进行可靠性建模，之后再对预计的数据进行分析；
(5)可靠性设计：通过制定和采用一系列的可靠性设计准则和设计手段，发现设计中的薄弱环节，为后续的详细设计提供改进依据。
优选的，所述步骤(3)中，所用到的电子元器件分别根据《电子设备可靠性预计手册》gjb/z299c-2007给出的国产或进口元器件通用失效率参数和计算模型计算其工作失效率。
优选的，所述步骤(3)中，刀片失效率的计算公式为：
优选的，所述步骤(3)中，元器件的应用环境为ns2，相应的通用失效率λg值可以通过查表得到，刀片的工作失效率λ可以根据公式、查表并计算得到。
优选的，所述步骤(2)中，刀片的可靠性预计值要求为100000h，且实际值需要大于要求数值，刀片的可靠性预计值计算公式为：mtbf＝1/λ。
优选的，所述步骤(5)中，系统设备可靠性设计主要表现在新技术采用、安全性设计、电磁兼容性设计、冗余设计、耐环境设计、元器件选用、热设计、降额设计、简化设计、软件设计等方面。
优选的，所述步骤(5)中，元器件的降额设计按照《元器件降额准则》gjb/z35-93标准执行，降额设计等级定为ⅲ级。
优选的，所述步骤(5)中，在电磁兼容性设计方面，数字电路的辐射来源主要为印制线路板的差模辐射和系统电缆的共模辐射，抑制电磁干扰辐射的主要方法有屏蔽和滤波。
优选的，所述步骤(5)中，在元器件选用方面，刀片集成度高，器件全部选用工业档或以上等级，且刀片处理器应采用大面积冷板覆盖。
优选的，所述步骤(5)中，刀片处理器采用整体冷板和中间四周均有固定孔的加固方式来进行安装，且其表面作“三防”处理。
有益效果
与现有技术相比，本发明专利提供了一种计算刀片硬件可靠性设计方法，具备以下有益效果:
通过借助数据收集、预先估算以及精确的失效率计算，能有效提高刀片的可靠性，通过对数据进行分析，可以及时发现设计中的薄弱环节，为后续的详细设计提供改进依据，解决了随着电子技术及计算机技术飞速发展，系统和设备的结构日益复杂，给刀片可靠性设计带来了一定的难度，导致不能准确且便捷地确定所提出的设计是否能达到可靠性要求的问题。
具体实施方式
下面将对本发明专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。
本发明专利提供一种技术方案：一种计算刀片硬件可靠性设计方法，其方法包括如下步骤：
(1)数据收集：首先对刀片采用的元器件、部件进行可靠性的数据收集；
(2)数据预计：根据所收集的数据，采用元器件计数法对其作出相应的可靠性预计；
(3)失效率计算：对刀片中所用到的国产或进口电子元器件，通过一定的标准计算其失效率；
(4)数据分析：通过对收集的数据进行可靠性建模，之后再对预计的数据进行分析；
(5)可靠性设计：通过制定和采用一系列的可靠性设计准则和设计手段，发现设计中的薄弱环节，为后续的详细设计提供改进依据。
实施例一：
一种计算刀片硬件可靠性设计方法，其方法包括如下步骤：
(1)数据收集：首先对刀片采用的元器件、部件进行可靠性的数据收集；
(2)数据预计：根据所收集的数据，采用元器件计数法对其作出相应的可靠性预计，可靠性预计的目的是定量估计该刀片设计的可靠性，以便确定所提出的设计是否能达到可靠性要求；
(3)失效率计算：对刀片中所用到的国产或进口电子元器件，通过一定的标准计算其失效率，所用到的电子元器件分别根据《电子设备可靠性预计手册》gjb/z299c-2007给出的国产或进口元器件通用失效率参数和计算模型计算其工作失效率，刀片失效率的计算公式为：
(4)数据分析：通过对收集的数据进行可靠性建模，之后再对预计的数据进行分析；
(5)可靠性设计：通过制定和采用一系列的可靠性设计准则和设计手段，发现设计中的薄弱环节，为后续的详细设计提供改进依据。
实施例二：
一种计算刀片硬件可靠性设计方法，其方法包括如下步骤：
(1)数据收集：首先对刀片采用的元器件、部件进行可靠性的数据收集；
(2)数据预计：根据所收集的数据，采用元器件计数法对其作出相应的可靠性预计，可靠性预计的目的是定量估计该刀片设计的可靠性，以便确定所提出的设计是否能达到可靠性要求，刀片的可靠性预计值要求为100000h，且实际值需要大于要求数值，刀片的可靠性预计值计算公式为：mtbf＝1/λ；
(3)失效率计算：对刀片中所用到的国产或进口电子元器件，通过一定的标准计算其失效率，所用到的电子元器件分别根据《电子设备可靠性预计手册》gjb/z299c-2007给出的国产或进口元器件通用失效率参数和计算模型计算其工作失效率，刀片失效率的计算公式为：
(4)数据分析：通过对收集的数据进行可靠性建模，之后再对预计的数据进行分析；
(5)可靠性设计：通过制定和采用一系列的可靠性设计准则和设计手段，发现设计中的薄弱环节，为后续的详细设计提供改进依据，系统设备可靠性设计主要表现在新技术采用、安全性设计、电磁兼容性设计、冗余设计、耐环境设计、元器件选用、热设计、降额设计、简化设计、软件设计等方面，为了使产品的可靠性得到保证，降低产品在今后使用中的维修率，在产品的设计过程中充分应用了现有的技术手段，总结已有的、相似的产品工程经验，使其条理化、系统化、科学化，成为设计人员进行可靠性设计所遵循的原则和应满足的要求。
实施例三：
一种计算刀片硬件可靠性设计方法，其方法包括如下步骤：
(1)数据收集：首先对刀片采用的元器件、部件进行可靠性的数据收集；
(2)数据预计：根据所收集的数据，采用元器件计数法对其作出相应的可靠性预计，可靠性预计的目的是定量估计该刀片设计的可靠性，以便确定所提出的设计是否能达到可靠性要求，刀片的可靠性预计值要求为100000h，且实际值需要大于要求数值，刀片的可靠性预计值计算公式为：mtbf＝1/λ；
(3)失效率计算：对刀片中所用到的国产或进口电子元器件，通过一定的标准计算其失效率，所用到的电子元器件分别根据《电子设备可靠性预计手册》gjb/z299c-2007给出的国产或进口元器件通用失效率参数和计算模型计算其工作失效率，刀片失效率的计算公式为：
(4)数据分析：通过对收集的数据进行可靠性建模，之后再对预计的数据进行分析；
(5)可靠性设计：通过制定和采用一系列的可靠性设计准则和设计手段，发现设计中的薄弱环节，为后续的详细设计提供改进依据，系统设备可靠性设计主要表现在新技术采用、安全性设计、电磁兼容性设计、冗余设计、耐环境设计、元器件选用、热设计、降额设计、简化设计、软件设计等方面，为了使产品的可靠性得到保证，降低产品在今后使用中的维修率，在产品的设计过程中充分应用了现有的技术手段，总结已有的、相似的产品工程经验，使其条理化、系统化、科学化，成为设计人员进行可靠性设计所遵循的原则和应满足的要求，元器件的降额设计按照《元器件降额准则》gjb/z35-93标准执行，降额设计等级定为ⅲ级，其中大规模集成电路的降额主要着重于改进散热方式，以降低器件的结温，在电磁兼容性设计方面，数字电路的辐射来源主要为印制线路板的差模辐射和系统电缆的共模辐射，抑制电磁干扰辐射的主要方法有屏蔽和滤波，本方案从以下几个方面来解决设备的电磁兼容性问题：线路板差模辐射的控制、电源滤波、机壳底与机箱壁连接防emc，在元器件选用方面，刀片集成度高，器件全部选用工业档或以上等级，且刀片处理器应采用大面积冷板覆盖，通过采用大面积冷板覆盖便于刀片增大散热面积，提高散热效率，刀片处理器采用整体冷板和中间四周均有固定孔的加固方式来进行安装，且其表面作“三防”处理，喷涂“三防”漆，实现防霉、防尘、防盐雾的功能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明专利的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明专利的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明专利的范围由所附权利要求及其等同物限定。