組込みシステムの開発における信頼性設計について

組込みシステムのシステムアーキテクトは，組込みシステムの使用環境条件，信頼性，安全性などの品質要件を分析し，機能仕様を決定する。このとき，品質要件として，高い信頼性，安全性が求められることがある。例えば，24時間365日にわたって常時稼働すること，誤動作によって人の生命，財産に危害が及ばないことなどである。これらの品質要件を，所要期間にわたって維持するためには，ハードウェアとソフトウェアの両面から信頼性設計を行うことが重要である。

組込みシステムの開発における信頼性設計の考え方として，フォールトトレランスがある。この考え方は，システムが故障することを前提に，たとえ故障したとしてもシステム全体の機能を維持するというものであり，次のような設計手法がある。

• フェールセーフ：システムが故障したときに，システムをより安全な状態に移行させる。例えば，交通システムで故障を検出したとき，停止信号を送出して安全を確保する。
• フェールソフト：システムが故障したときに，システムから故障部分を切り離すなどして，影響を最小限にとどめ，処理を継続させる。例えば，CPUの排熱ファンが故障したとき，CPUの性能を下げて熱の発生を抑える。

その他に，使用者が操作や手順を間違えても，危険を回避するという考え方に基づいた設計手法（フールプルーフ）がある。例えば，電子レンジでは，扉を閉めないと加熱できないようにするなどである。

あなたの経験と考えに基づいて，設問ア〜ウに従って論述せよ。