孔隙度是地层评估的重要参数，随钻中子测井仪利用放射性测井原理，在钻井的同时对地层孔隙度进行测量。数字模块作为随钻中子测井仪的核心组成部分，控制高压板、模拟板和井径板完成中子脉冲、井眼几何信息以及相关辅助参数的测量及存储，并完成孔隙度的实时计算。此外，数字模块对中控系统下发的指令进行解析，并控制仪器执行指令内容。数字模块作为软硬件综合系统，其稳定可靠工作是仪器完成地层参数测量的基础。本文依托国内某油田技术服务公司承担的国家科研项目，对数字模块的软硬件设计展开研究，并对其软件可靠性进行分析。　　本文首先介绍了随钻中子测井仪电路架构，并对数字模块功能需求进行分析。在此基础上，给出数字模块硬件设计方案，将其划分为主控电路、通讯电路、电源转换电路、电源监测电路、环境参数测量电路以及数据存储电路，并对详细电路设计展开描述。随后，本文分析了数字模块软件需求，给出软件功能框图，从提高软件可靠性、可维护性及复用性角度出发，将数字模块软件划分为功能层和应用层。功能层以功能为特性，形成通讯服务、存储服务等功能模块，应用层在此基础上，实现与测井作业相关的应用设计。本文对功能层和应用层的设计进行了详细描述。　　在数字模块软件设计的基础上，本文利用测试数据对数字模块软件可靠性进行分析。一方面，应用FMECA(Failure Modes Effects and Criticality Analysis)方法对软件故障模块、故障模式及故障原因进行划分，并识别数字模块软件中具有较高危害度的故障模块，有针对性地对其进行改进。其次，应用NHPP(Non-Homogeneous Poisson Process)类软件可靠性增长模型中的G-O模型和Delayed S-shaped模型对数字模块软件剩余故障数进行预测，并通过模型评估方法对两种模型的预测性能进行评估，从而选取预测结果中的最优解。　　最后，本文描述了数字模块功能测试及功耗测试，并对测试结果进行了分析。测试结果表明，数字模块实现了相关项目所要求的各项功能，满足其性能指标要求。