功能安全就绪

现今的汽车中使用了各种IC。尤其是单片机(MCU)，它以各种形式普遍存在。所有电子控制单元(ECU)都需要用到单片机，并且全车使用单片机来提供便利功能(例如自动驾驶)和各种其他复杂功能。

单片机范围广泛，涵盖针对性能、电源效率和实时控制进行优化并添加基于硬件的触摸界面的8位MCU，到可以运行多线程应用并支持图形、连接和安全功能的32位MCU。此外，还有将MCU与DSP引擎相结合的数字信号控制器(DSC)，可为传感器、电机或电源转换提供可靠且快速的确定性性能。

其中每一个IC都必须首先满足汽车电子委员会(AEC)制定的汽车级制造和性能认证标准。AEC-Q100标准定义了跨温度等级的基于失效机制的压力测试认证过程。根据具体应用，MCU需要通过AEC Q100 2级、1级或0级认证。0级 = 150℃，1级 = 125℃，2级 = 105℃。

除了AEC认证之外，还有额外的专用功能安全就绪特性要求，具体取决于器件和应用。例如，8位MCU通常包括用于汽车接口和智能传感器网络的CAN FD，并且通常用作驾驶室、方向盘、中控台内机械和电容式按钮的用户界面(UI)控制器，或用作无钥匙进入系统的一部分。

8位MCU所需的集成硬件安全功能通常适用于存储器、系统复位、安全代码执行、安全通信和通用输入/输出(GPIO)保护。这些功能是通过集成专用的独立于内核的外设(CIP)和其他功能添加的，包括上电复位(POR)、欠压复位(BOR)、窗口看门狗定时器(WWDT)和循环冗余校验(CRC)，用于提高操作安全性和可靠性(见图2)。

图2：具有功能安全硬件特性的8位MCU

图3：功能安全就绪16位DSC示例

对于功能安全就绪16位DSC，所需的硬件安全功能通常包括支持错误检测和纠正的存储器、存储器内置自检(MBIST)、时钟监控和冗余振荡器等，这些功能用于故障检测、自诊断和系统诊断以及故障修复。

这些功能安全就绪器件支持设计安全关键型高性能嵌入式应用、传感器接口应用、数字电源和电机控制应用。典型应用包括直流/直流系统、车载充电器(OBC)、执行器和传感器(位置和压力)、触摸单元和其他符合ASIL B或ASIL C标准的控制单元。图3显示了功能安全就绪DSC的功能示例。

图4：功能安全就绪32位MCU示例

与所有功能安全就绪MCU一样，32位MCU所需的硬件功能包括支持纠错码(ECC)和错误注入的存储器、存储器内置自检(MBIST)、时钟系统(包含备用振荡器和时钟故障检测)以及具有静电放电(ESD)保护的GPIO(见图4)。

同样重要的是系统监视器，其中包括POR、BOR、WDT和硬件CRC功能以及存储器保护单元。32位MCU的适用范围涵盖从驾驶室内部系统到高级驾驶辅助系统(ADAS)等一系列应用，可用于实现功能安全。

通过将主MCU/DSC与辅助MCU/DSC或安全协处理器相结合，甚至可以使用标准MCU和DSC达到ASIL C/D安全级别。这是通过使用ASIL分解原理来实现的：两个符合ASIL B标准的子系统组合可用于达到更高的ASIL，例如ASIL C/D：

ASIL C = ASIL B (C) + ASIL A (C)ASIL D = ASIL B (D) + ASIL B (D) = ASIL C (D) + ASIL A (D)

分解是通过划分安全要求与实际器件实现的。

华菱咨询介绍

华菱咨询＆培训讲师团队均具有大型跨国企业多年工作经验，以及数百家企业服务经验，能将客户的需求转变为切实可行的解决方案，并能够将国际一流企业的最佳实践传递给客户。 根据客户的实际情况，指出企业的不足以及要解决的问题，以帮助企业持续改进。  

快速优质的服务为每位客户配备专业的技术支持人员，以解决客户提出的疑惑，并通过培训确保服务标准的一致性。可提供多种形式的培训公开课、定制化内训、在线学习、项目解决方案。 跨越时间和空间的限制，满足不同需求。

版权声明：

1.本公众号所发布内容，凡未注明“原创”等字样的均来源于网络善意转载，版权归原作者所有！

2.除本平台独家和原创，其他内容非本平台立场，不构成投资建议。

3.如千辛万苦未找到原作者或原始出处，请理解并联系我们。

4.文中部分图片源于网络。

5.本公众号发布此文出于传播消息之目的，如有侵权，联系删除。

华菱咨询深圳官网：http://www.hlemc-sz.com/

华菱咨询苏州官网：http://www.hlemc.com/

若还有其他问题，可直接在平台私信联系我们，我们会第一时间与您取得联系,感谢支持。