在汽車(chē)發(fā)展新趨勢中確保功能安全對車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的意義

現代汽車(chē)的功能越來(lái)越多，新的挑戰也隨之出現。盡管功能安全在汽車(chē)業(yè)不是一個(gè)新課題，但隨著(zhù)時(shí)間的推移，它越來(lái)越受到關(guān)注。作為設計原則，功能安全的重點(diǎn)在于使用電子電氣（E/E）設備時(shí)，降低其帶來(lái)人身傷害或人體健康損害的風(fēng)險。功能安全原則致力于解決隨機硬件故障和系統故障——均與車(chē)載網(wǎng)絡(luò )（IVN）產(chǎn)品相關(guān)。

汽車(chē)業(yè)近期的發(fā)展趨勢對功能安全提出了更高要求。比如，自動(dòng)駕駛需要汽車(chē)接管駕駛任務(wù)并做出關(guān)鍵決策。自動(dòng)駕駛對于OEM廠(chǎng)商和最終用戶(hù)來(lái)說(shuō)都是獨一無(wú)二的機會(huì )，但需要新的解決方案來(lái)滿(mǎn)足所需的高安全級別。 

基于以太網(wǎng)的車(chē)載網(wǎng)絡(luò )傳輸功能安全關(guān)鍵信息

新的汽車(chē)趨勢正在重新定義車(chē)載網(wǎng)絡(luò )

車(chē)載網(wǎng)絡(luò )不斷發(fā)展，以適應自動(dòng)駕駛汽車(chē)帶來(lái)的數據量增加。數據必須易于獲取且安全，以便進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和決策, 還需要降低線(xiàn)束成本和重量。

這些變化正在改變車(chē)載網(wǎng)絡(luò )架構，并推動(dòng)架構分區，即汽車(chē)功能分散在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )，且更依賴(lài)通信能力。相對于以往基于域的子網(wǎng)而言，功能安全在通信網(wǎng)絡(luò )中更加重要。

圖中的電子電氣分區架構顯示了汽車(chē)功能在網(wǎng)絡(luò )上的分散分布

系統功能安全和可用性：以太網(wǎng)物理層（PHY）如何提供支持

隨著(zhù)汽車(chē)功能更加分散化，車(chē)載網(wǎng)絡(luò )在確保系統功能安全和可用性方面的作用日益增強?，F代汽車(chē)需要高度可靠且高速的數據通信骨干網(wǎng)，而骨干網(wǎng)需通過(guò)汽車(chē)以太網(wǎng)實(shí)現。交換機和物理層等以太網(wǎng)組件需要集成高級監測和診斷功能，以實(shí)現系統安全性和可用性目標。

物理層級的高級監測和診斷功能可在系統層級改進(jìn)故障反應。檢測故障所需的時(shí)間降至最低，系統的響應時(shí)間縮短。它們還可增強系統級故障定位，因為物理層會(huì )標記任何可能妨礙其正常運行的問(wèn)題。這兩種方法結合有助于在盡可能短的時(shí)間內對系統級故障做出反應。

網(wǎng)絡(luò )IC功能可預防、預測和應對故障情況，為功能安全做出重大貢獻。ISO26262等標準為功能安全評估提供了必要的指導。ISO26262定義了功能安全系統開(kāi)發(fā)的方法；除了一些帶有串行通信示例的一般準則外，沒(méi)有具體的系統要求。

汽車(chē)以太網(wǎng)支持未來(lái)軟件定義汽車(chē)。詳細了解恩智浦完整的以太網(wǎng)解決方案。

TJA1103簡(jiǎn)介：恩智浦首款符合ASIL B的以太網(wǎng)物理層

由于車(chē)載網(wǎng)絡(luò )將在下一代汽車(chē)功能安全方面繼續發(fā)揮重要作用，恩智浦將更加重視網(wǎng)絡(luò )組件的質(zhì)量和可靠性。因此，網(wǎng)絡(luò )組件開(kāi)放必須遵循ISO26262，以降低因電子電氣系統故障而造成的風(fēng)險。

恩智浦在汽車(chē)業(yè)有悠久發(fā)展歷史，積累了深厚的專(zhuān)業(yè)知識，可遵循ISO26262開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，為系統的功能安全和可用性提供支持。恩智浦將推出首款符合ASIL B標準的可擴展物理層系列器件TJA1103。

TJA1103的開(kāi)發(fā)符合ISO26262標準，有助于防止系統故障，同時(shí)確保所有相關(guān)的功能安全文檔可用。在啟動(dòng)過(guò)程中的自診斷部署在硬件中，可防止潛在故障并支持隨機故障檢測。如果在功能安全環(huán)境中使用， TJA1103的錯誤通知功能允許主控制器做出相應的反應并恢復系統。如果無(wú)法恢復，則將受影響的部分設置為安全狀態(tài)，以確保網(wǎng)絡(luò )其余部分的安全通信。這樣，網(wǎng)絡(luò )的可靠性和質(zhì)量可以得到提升，實(shí)現安全通信。

作者：

Jakob Smonig

恩智浦半導體產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理

Jakob Smonig是車(chē)載網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品線(xiàn)的產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理，負責100BASE-T1汽車(chē)以太網(wǎng)產(chǎn)品組合的全球市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)。他曾在IVN運營(yíng)部門(mén)擔任項目經(jīng)理，負責優(yōu)化生產(chǎn)。Jakob擁有奧地利格拉茨技術(shù)大學(xué)電氣工程和商業(yè)碩士學(xué)位。