飛思卡爾的汽車安全集成方案SafeAssure

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

　　安全在將來的汽車研發(fā)中是關鍵要素之一，新的功能不僅用于輔助駕駛，也應用于車輛的動態(tài)控制和涉及到安全工程領域的主動安全系統(tǒng)。將來，這些功能的研發(fā)和集成必將加強安全系統(tǒng)研發(fā)過程的需求，同時，也為滿足所有預期的安全目的提供證據。

　　ISO 26262與集成安全系統(tǒng)

　　先進的車輛控制技術、駕駛員輔助系統(tǒng)、碰撞預警系統(tǒng)和防碰撞系統(tǒng)都是旨在減少駕駛員失誤和違規(guī)、提高汽車安全的有效主動措施。隨著計算性能的不斷提高，以及嵌入式系統(tǒng)、傳感器、模擬技術、自動控制和通信技術的出現，特別是更廉價、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安全系統(tǒng)不同，主動系統(tǒng)一般采取感測(利用攝像頭、雷達等)和驅動(即控制功能)來主動降低潛在的碰撞可能或風險。這些系統(tǒng)旨在通過感測汽車、駕駛員以及周圍環(huán)境來預測可能出現的駕駛事故，并主動規(guī)避以防止危險事件的發(fā)生，或預先啟動安全系統(tǒng)以在碰撞的危急關頭減少乘客所受的傷害?；谥鲃痈拍?，汽車設備制造商提供了各種不同的防碰撞和預警策略，為行車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重要的一環(huán)，傳感器可以提供額外的狀態(tài)監(jiān)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行評價、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，類似于熟練駕駛員在緊急狀況下會做出的判斷。這些判斷可充當智能副駕駛的角色，最后轉換成具體的車輛控制操作(如制動、轉向等)?；?干預/驅動的實際功能是安全系統(tǒng)設計的一部分。

　　硬件部分之外，軟件及整個系統(tǒng)的安全同樣面臨挑戰(zhàn)，汽車產業(yè)是一個不允許系統(tǒng)失效發(fā)生的產業(yè)，因為一旦發(fā)生失效，車輛廠商將面臨巨大風險，為了防止系統(tǒng)失效的發(fā)生，必須有一套嚴謹且可靠的開發(fā)流程來讓系統(tǒng)開發(fā)工程師依循，因此車輛領域的專家即開始著手發(fā)展車輛領域之功能安全標準，ISO 26262在這樣的環(huán)境與需求下應運而生。隨著系統(tǒng)復雜性的提高，軟件和機電設備的應用，來自系統(tǒng)失效和隨機硬件失效的風險也日益增加，制定ISO 26262標準的目的是使得人們對安全相關功能有一個更好的理解，并盡可能明確地對它們進行解釋，同時為避免這些風險提供了可行性的要求和流程。ISO 26262大約于2005年開始發(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，并著重于車輛電子/電機系統(tǒng)的功能安全。ISO 26262為目前全球重要的車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出物有詳細的定義，使得車輛系統(tǒng)功能安全的嚴謹與可靠度大幅提升。

　　ISO26262主要提供了：

• 汽車生命周期(管理，研發(fā)，生產，運行，服務，拆解)和生命周期中必要的與功能安全有關的事項能否順利進行
• 決定風險等級的具體風險評估方法(汽車安全綜合等級，ASILs)
• 使用ASILs方法來確定獲得可接受的殘余風險的必要安全要求
• 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

　　可以預見的是，未來的汽車電子特別是與安全相關的汽車電子系統(tǒng)，將是集MCU、傳感器、模擬技術與可靠的軟件系統(tǒng)于一體的復雜系統(tǒng)，開發(fā)的難度必將隨著安全保障的力度而不斷增加，需要更好的平臺來幫助車廠應對這樣的挑戰(zhàn)。

　　面向安全SafeAssure計劃

　　作為重要的汽車半導體供應商，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(tǒng)的復雜性，并縮短了開發(fā)時間。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、安全文檔和技術支持。

　　飛思卡爾的功能安全實現途徑包括四個主要領域：安全流程、安全硬件、安全軟件和安全支持。

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

　　安全硬件概念關注于檢測和減少隨機硬件故障。故障控制通過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現，例如自檢、監(jiān)控和基于硬件的冗余。飛思卡爾汽車模擬解決方案提供了附加功能(檢查微控制器(MCU)定時、電壓和錯誤管理)，可幫助提高系統(tǒng)可靠性，并簡化電子控制單元設計。

　　為了實現系統(tǒng)級功能安全目標，必須將硬件和軟件無縫集成，以便全面符合安全要求。飛思卡爾正在開發(fā)一組全面的汽車功能安全軟件產品系列，包括AUTOSAR OS、相關的微控制器抽象層(MCAL) 驅動和內核自檢功能。為了增強面向汽車和工業(yè)市場的安全軟件產品系列，飛思卡爾與領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領域是強大的安全支持，以簡化系統(tǒng)級集成和易于符合功能安全標準要求為目標。飛思卡爾的技術支持范圍廣泛，從與功能安全架構有關的特定客戶培訓和系統(tǒng)設計審核，到廣泛的安全文檔和技術支持。

　　飛思卡爾具備滿足SafeAssure解決方案的廣泛的MCU、模擬器件和傳感器產品線。MCU是汽車安全系統(tǒng)控制的核心，飛思卡爾最新推出的面向汽車功能安全的產品包括Qorivva MPC574xP 32位MCU 和SBC MC33906/7/8 系列，可幫助汽車系統(tǒng)滿足包括最嚴格的ASIL D級在內的所有汽車安全完整性等級(ASIL)。面向的應用包括電動助力轉向、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)、汽車動力和底盤控制、安全域控制、自適應巡航控制和盲點檢測。MPC574xP將許多特性集成至一個安全平臺，與之前的飛思卡爾產品相比，在存儲器、性能和電機控制功能等方面實現了翻倍。SBC器件為MCU和其他系統(tǒng)負載供電，并通過低功率省電模式優(yōu)化能耗。MC33906/7/8器件專為滿足ASIL D要求而開發(fā)，包括廣泛的集成安全措施，例如關鍵模擬參數監(jiān)控、故障安全狀態(tài)機和高級看門狗等?！　?/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產品，旨在滿足全球對提高汽車動力總成系統(tǒng)性能日益增長的需求，同時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、混合動力系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng);隨著車輛聯網程度提高，它還有助于識別和預防電子系統(tǒng)故障，保護車輛免受可能的軟件攻擊。作為滿足SafeAssure解決方案的MPC5746M，其結構和設計過程有助于縮短設計時間，降低遵從ISO 26262標準開發(fā)汽車安全應用的復雜性。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域的可靠專業(yè)經驗，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，使安全應用滿足最嚴格的汽車安全完整性等級ASIL-D的要求。