飛思卡爾的汽車(chē)安全集成方案SafeAssure

　　汽車(chē)電子應用于汽車(chē)之中，一方面是提升使用者的駕乘體驗，而更重要的一點(diǎn)則是提升駕駛的安全性。得益于整車(chē)與半導體廠(chǎng)商在汽車(chē)安全領(lǐng)域不懈的努力與競爭，汽車(chē)的安全性能不斷得以提升。即便如此，汽車(chē)安全依然是汽車(chē)廠(chǎng)商與半導體廠(chǎng)商需要持續完善的重要技術(shù)趨勢。

　　安全在將來(lái)的汽車(chē)研發(fā)中是關(guān)鍵要素之一，新的功能不僅用于輔助駕駛，也應用于車(chē)輛的動(dòng)態(tài)控制和涉及到安全工程領(lǐng)域的主動(dòng)安全系統。將來(lái)，這些功能的研發(fā)和集成必將加強安全系統研發(fā)過(guò)程的需求，同時(shí)，也為滿(mǎn)足所有預期的安全目的提供證據。

　　ISO 26262與集成安全系統

　　先進(jìn)的車(chē)輛控制技術(shù)、駕駛員輔助系統、碰撞預警系統和防碰撞系統都是旨在減少駕駛員失誤和違規、提高汽車(chē)安全的有效主動(dòng)措施。隨著(zhù)計算性能的不斷提高，以及嵌入式系統、傳感器、模擬技術(shù)、自動(dòng)控制和通信技術(shù)的出現，特別是更廉價(jià)、更小型，以及更便攜的電子設備、傳感器和中央處理器的加入，與作為響應性防碰撞措施的被動(dòng)安全系統不同，主動(dòng)系統一般采取感測(利用攝像頭、雷達等)和驅動(dòng)(即控制功能)來(lái)主動(dòng)降低潛在的碰撞可能或風(fēng)險。這些系統旨在通過(guò)感測汽車(chē)、駕駛員以及周?chē)h(huán)境來(lái)預測可能出現的駕駛事故，并主動(dòng)規避以防止危險事件的發(fā)生，或預先啟動(dòng)安全系統以在碰撞的危急關(guān)頭減少乘客所受的傷害?；谥鲃?dòng)概念，汽車(chē)設備制造商提供了各種不同的防碰撞和預警策略，為行車(chē)提供額外的安全性和舒適性。

　　從整體去看集成安全，傳感器的加入是至關(guān)重要的一環(huán)，傳感器可以提供額外的狀態(tài)監控和態(tài)勢感知功能。安全算法基于傳感器所收集的數據，用各種確定性和隨機的方法進(jìn)行評價(jià)、評估、估算、感知和判斷。這些算法可以提供最優(yōu)化、最安全的糾正措施，類(lèi)似于熟練駕駛員在緊急狀況下會(huì )做出的判斷。這些判斷可充當智能副駕駛的角色，最后轉換成具體的車(chē)輛控制操作(如制動(dòng)、轉向等)?；?dòng)/干預/驅動(dòng)的實(shí)際功能是安全系統設計的一部分。

　　硬件部分之外，軟件及整個(gè)系統的安全同樣面臨挑戰，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)是一個(gè)不允許系統失效發(fā)生的產(chǎn)業(yè)，因為一旦發(fā)生失效，車(chē)輛廠(chǎng)商將面臨巨大風(fēng)險，為了防止系統失效的發(fā)生，必須有一套嚴謹且可靠的開(kāi)發(fā)流程來(lái)讓系統開(kāi)發(fā)工程師依循，因此車(chē)輛領(lǐng)域的專(zhuān)家即開(kāi)始著(zhù)手發(fā)展車(chē)輛領(lǐng)域之功能安全標準，ISO 26262在這樣的環(huán)境與需求下應運而生。隨著(zhù)系統復雜性的提高，軟件和機電設備的應用，來(lái)自系統失效和隨機硬件失效的風(fēng)險也日益增加，制定ISO 26262標準的目的是使得人們對安全相關(guān)功能有一個(gè)更好的理解，并盡可能明確地對它們進(jìn)行解釋?zhuān)瑫r(shí)為避免這些風(fēng)險提供了可行性的要求和流程。ISO 26262大約于2005年開(kāi)始發(fā)展，于 2011年11月14日發(fā)行正式版本，該標準主要衍生于IEC 61508而來(lái)，并著(zhù)重于車(chē)輛電子/電機系統的功能安全。ISO 26262為目前全球重要的車(chē)輛功能安全設計標準，此標準因對安全生命周期與周期內之工作項目及產(chǎn)出物有詳細的定義，使得車(chē)輛系統功能安全的嚴謹與可靠度大幅提升。

　　ISO26262主要提供了：

• 汽車(chē)生命周期(管理，研發(fā)，生產(chǎn)，運行，服務(wù)，拆解)和生命周期中必要的與功能安全有關(guān)的事項能否順利進(jìn)行
• 決定風(fēng)險等級的具體風(fēng)險評估方法(汽車(chē)安全綜合等級，ASILs)
• 使用ASILs方法來(lái)確定獲得可接受的殘余風(fēng)險的必要安全要求
• 提供了確保獲得足夠的和可接受的安全等級的有效性和確定性措施

　　可以預見(jiàn)的是，未來(lái)的汽車(chē)電子特別是與安全相關(guān)的汽車(chē)電子系統，將是集MCU、傳感器、模擬技術(shù)與可靠的軟件系統于一體的復雜系統，開(kāi)發(fā)的難度必將隨著(zhù)安全保障的力度而不斷增加，需要更好的平臺來(lái)幫助車(chē)廠(chǎng)應對這樣的挑戰。

　　面向安全SafeAssure計劃

　　作為重要的汽車(chē)半導體供應商，飛思卡爾半導體推出SafeAssure計劃，致力于幫助汽車(chē)設計人員降低構建符合國際標準化組織(ISO) 26262標準的功能安全系統的復雜性，并縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間。SafeAssure計劃包括廣泛的MCU、傳感器和模擬IC選項，以及多種支持，包括面向功能安全應用設計的培訓、安全文檔和技術(shù)支持。

　　飛思卡爾的功能安全實(shí)現途徑包括四個(gè)主要領(lǐng)域：安全流程、安全硬件、安全軟件和安全支持。

　　解決安全流程問(wèn)題，即公司設計和生產(chǎn)功能安全解決方案的方式。飛思卡爾的產(chǎn)品在定義和設計之初便以符合各項標準要求為目標，在開(kāi)發(fā)流程的每個(gè)步驟都執行安全分析，并采取額外的確認措施幫助確保產(chǎn)品完全滿(mǎn)足各種安全要求。

　　安全硬件概念關(guān)注于檢測和減少隨機硬件故障。故障控制通過(guò)在飛思卡爾微控制器、模擬器件和電源管理IC和傳感器中內置的安全特性實(shí)現，例如自檢、監控和基于硬件的冗余。飛思卡爾汽車(chē)模擬解決方案提供了附加功能(檢查微控制器(MCU)定時(shí)、電壓和錯誤管理)，可幫助提高系統可靠性，并簡(jiǎn)化電子控制單元設計。

　　為了實(shí)現系統級功能安全目標，必須將硬件和軟件無(wú)縫集成，以便全面符合安全要求。飛思卡爾正在開(kāi)發(fā)一組全面的汽車(chē)功能安全軟件產(chǎn)品系列，包括AUTOSAR OS、相關(guān)的微控制器抽象層(MCAL) 驅動(dòng)和內核自檢功能。為了增強面向汽車(chē)和工業(yè)市場(chǎng)的安全軟件產(chǎn)品系列，飛思卡爾與領(lǐng)先的第三方軟件提供商合作推出更多的安全軟件解決方案。

　　功能安全途徑的第四個(gè)領(lǐng)域是強大的安全支持，以簡(jiǎn)化系統級集成和易于符合功能安全標準要求為目標。飛思卡爾的技術(shù)支持范圍廣泛，從與功能安全架構有關(guān)的特定客戶(hù)培訓和系統設計審核，到廣泛的安全文檔和技術(shù)支持。

　　飛思卡爾具備滿(mǎn)足SafeAssure解決方案的廣泛的MCU、模擬器件和傳感器產(chǎn)品線(xiàn)。MCU是汽車(chē)安全系統控制的核心，飛思卡爾最新推出的面向汽車(chē)功能安全的產(chǎn)品包括Qorivva MPC574xP 32位MCU 和SBC MC33906/7/8 系列，可幫助汽車(chē)系統滿(mǎn)足包括最嚴格的ASIL D級在內的所有汽車(chē)安全完整性等級(ASIL)。面向的應用包括電動(dòng)助力轉向、電子穩定控制系統、汽車(chē)動(dòng)力和底盤(pán)控制、安全域控制、自適應巡航控制和盲點(diǎn)檢測。MPC574xP將許多特性集成至一個(gè)安全平臺，與之前的飛思卡爾產(chǎn)品相比，在存儲器、性能和電機控制功能等方面實(shí)現了翻倍。SBC器件為MCU和其他系統負載供電，并通過(guò)低功率省電模式優(yōu)化能耗。MC33906/7/8器件專(zhuān)為滿(mǎn)足ASIL D要求而開(kāi)發(fā)，包括廣泛的集成安全措施，例如關(guān)鍵模擬參數監控、故障安全狀態(tài)機和高級看門(mén)狗等?！　?/p>

　　Qorivva系列的多核MCU MPC5746M基于新型200 MHz四核 Power Architecture平臺的高性能32位MCU產(chǎn)品，旨在滿(mǎn)足全球對提高汽車(chē)動(dòng)力總成系統性能日益增長(cháng)的需求，同時(shí)又能符合最新的安全和應用要求。這種新設計擁有集成式安全校驗器和并行I/O處理器，有助于優(yōu)化多核平臺上的軟件和安全策略。MPC5746M最適合內燃機、混合動(dòng)力系統和傳輸系統;隨著(zhù)車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)程度提高，它還有助于識別和預防電子系統故障，保護車(chē)輛免受可能的軟件攻擊。作為滿(mǎn)足SafeAssure解決方案的MPC5746M，其結構和設計過(guò)程有助于縮短設計時(shí)間，降低遵從ISO 26262標準開(kāi)發(fā)汽車(chē)安全應用的復雜性。MPC5746M運用飛思卡爾在使用創(chuàng )新內存安全概念的多核安全平臺領(lǐng)域的可靠專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗，采用延遲鎖步內核、端到端糾錯碼及數據校正防止重大故障等功能，使安全應用滿(mǎn)足最嚴格的汽車(chē)安全完整性等級ASIL-D的要求。