汽车功能安全简介以及功能安全应用示例

就是说我们在汽车里面的一些功能安全的一些设计

这是我们一个培训的一个计划

主要就是说会谈一下为什么需要这种

这个功能安全

然后举一些这个功能安全应用的一些例子

然后介绍一下这个 FMEA

就是失效模型影响的一个分析

然后这个同样的安全目标

还有不同的这种实现方式、认证支持

还有开始你的这个功能安全的一个开发

那第一个的话就是说这个功能安全的一个动机

那可以看到这个

像这个转向力的这个是失效

或者说一些不期望的一些转向

或者一些引擎发动机的一些失效等等

都会造成非常这种严重的这个安全事故

那在美国这种交通部的话

等于是罚了这个 Fiat Chrysler 的大概是

7000万美金就是说不能够提供

所需要的这个安全数据

那其实在2014年的话就超过3万个

就人员的这个死亡还有

84万人员的一个受伤但这只是美国了

超过大概20%的这个这个汽车的这个事故

是因为这个机械问题引起的

所以现在我们这个普通的这个标准

就是说需要这个硬件开发这个标准的话

其实主要这个三个部分

那一个是我们这个芯片的这个供应商

那另外一个的话 Tier 1/Tier 2 车身电子这一块

最后的话就是车厂这一块 OEM 厂商

那这里嘛这里面的话是 ISO26262 这种

标准认证这个开发流程

那它这个的话是需要所有的这个

不管是汽车这个厂家、Tier 1 都要遵守的一个

一个标准

那这个的话进一步细化可以看到主要是三个层面

那对这个 IC 供应商来讲的话

我们是这个方向比如说举一个典型的 EPS

就是电子辅助这个转向系统来看

那这里面的话它会有一个硬件的这个

我讲你失效模型分析的一个尺度

那这里面的话它会比如说这种单点失效或者这种

潜在失效的这个

这个概率

还有这个数字的分析

那我们在芯片这端的话我们会有这个

安全分析的报告还有一些安全手册

那您购设备的话这个是失效率的一个计算

基于工业的一些标准

然后根据你自己的系统你去自己重新计算这个

这个的一些尺度

然后有详细的这个失效的模型

或者说内部设备一些框图给他

给到这个 Tier 1 Tier2 等于是这个汽车电子这一块

其实电子厂商的话他会做系统层面的硬件的一个

一个

一个失效的一个分析安全性的一个分析

所以他会有这样的安全性分析的一个报告

和系统层面的一个认证后面

这是他需要的

然后车身电子这一块的话

它做好了这个产品给了这个车厂

那车厂的话它会把整个

作为一个汽车整体来说的话

他会所有系统会多个层面的一个分析

整个系统层面的和多种程度的一种分析

那这个时候他和汽车层面的话

它会有一个安全的认证比如说这种 3C 认证

所以这是从

从最基础的这个

元器件供应商到车身汽车电子这一块

再到整车厂这一块

不同的一个安全的一个规范或者认证的要求

那么这里面的话也会提到几点

提到几个这个例子

比如说这个 EPS 刹车系统

传动系统还有这个座椅系统

那 ASIL 的话是个安全等级那从 A 到 D

那 D 的话就代表是最严重的

A 的话相对来说好一些

那这里举个例子的话 EPS 再比如说

重庆这种山路这种 Z 字形的路特别多的话

如果你的这个

辅助驾驶转向系统的话失效的话

或者有安全隐患的话那会带来非常

危险的这个影响

那另外的话是这个刹车系统

刹车系统的话就直接影响了这个

我们开车的这个安全特别是当这种

非常陡峭的路这里举个例子是

张家口这种非常陡峭的路的话

这个刹车系统就非常危险

非常关键的

那另外一个的话就是这个传动系统

那这里举个例子这个是

穿这个高架路高速路上面

如果传动系统的失效的话它会引起很

很大的一种灾害在这种高速路上

然后是座椅，座椅里面的话

像这种电动座椅的话都是电机在这里面

那如果电动座椅里面电机突然往后

这个失效的话它会影响这个驾驶员的这个开车

所以这个的话

当然这个传动系统和这个

座椅系统的话这个等级的话

都是比相对前面这两个

EPS 和刹车的话还是

稍微好一些

那这个的话这个是失效模型的

一个影响和分析

那我们这里面风险的定义的话

其实是三个字母 SEC

那 S 的话就是严重性

在这个事故造成的严重性

那这个 Exposure 的话

就是说他的暴露性就说这

这个事故发生以后这个人员暴露在危险的这个

这个可能性多大

那这个 C 的话就是控制

控制性就是说这个

驾驶员或者车上人员的话能够控制这个

这个灾害避免伤害的一个控制力

那这里面失效模型的话

一个就是说这个传动力的一个

一个就是说这个传动力的一个

损失或者没有了

那另外的话不需要的一个

就是说你没有想到的这样的突然的传动力

对这个传动力的损失的话

比如说在这种高速路上的话

特别是当你这个转弯的时候

在弯道的时候如果突然损失这个 EPS 的话

那你的汽车很可能就直接开到

对方的道路上呢

会与其他车辆进行碰撞了

所以你可以看到这个 E

这个 ECS 这个等级的话都是非常高的

这都是最高等级的

所以他的 ASIL 等级的话也是 D 是最危险的

那另外一个的话就是说

你不期望的一些转向力

比如说在城市的一些十字路口的话

如果你这个 EPS 失效在这个十字路口的话呢

有可能车辆就会冲偏离你的道路

直接撞到一个等待过

过十字路口的这个行人上面

所以这里面的危险的话

就相当于这个 E 的话就是说

这个概率的话

可能会比这个略低一点但是这个

可控度还有这个严重程度的话

也都是最高级的

所以他综合评定的话就是这个 C 级

那这个传动失效或者不需要传动的话他有哪种

情况会影响的话会产生他呢

那第一个的话 MCU 数据的一个丢失

那有可能 MCU 跑飞了有可能造成

那另外一个是给他这个板子的这个

供电

失效了没有电了

那另外的话可能是某种程度上

哪里是有短路的现象发生

或者说这个系统里面的时钟丢失了

或者是问题

那怎么解决它呢

MCU 的话如果避免它跑飞的话

有这个 Watch Dog 看门狗

去保证 MCU 的这个实时工作正常工作

电源这边的话我们会有这个

电池的这个监控系统去监控这个

电池电压是不是掉到很低或者干嘛

那短路的话会我们会有一些安全的

一些沟通机制通讯机制去保证这个

这里面电路的话都是一个没有这个短路情况发生

时钟的话我们会有也会有这种时钟的监控器

所以这里面可以看到

那我们 TI 这一块的话

会提供这样的一种安全驱动芯片

那这里面刚才讲的看门狗的这个功能

电池这个

监控功能对吧

安全这个通信这个机制

时钟的监控功能我们都会有

那这里面的话是

一个失效模型的一个例子

就是一个 EPS

EPS 的话就是提供辅助转向力的

通过一个我们叫电子辅助驾驶

通过电机然后提供这个方向盘这个转距

他可以替换比较就是

之前早期的这些

比如说纯粹的这种机械的液压的原理

或者说是混合动力的原理

它关键的一些好处的话就是说它

重量更轻

然后他这个这个功耗更小

还有减少更多的这个移动部件

另外话它其实这个增加的客户这个使用和体验

它可以其实可以转向得更平稳

花更少的力气

那这一块的话红框的话就是这个 EPS 这个系统

这个电机的话是在这边

那这边有个扭矩的一个传感器

就是说我们在汽车里面的一些功能安全的一些设计

这是我们一个培训的一个计划

主要就是说会谈一下为什么需要这种

这个功能安全

然后举一些这个功能安全应用的一些例子

然后介绍一下这个 FMEA

就是失效模型影响的一个分析

然后这个同样的安全目标

还有不同的这种实现方式、认证支持

还有开始你的这个功能安全的一个开发

那第一个的话就是说这个功能安全的一个动机

那可以看到这个

像这个转向力的这个是失效

或者说一些不期望的一些转向

或者一些引擎发动机的一些失效等等

都会造成非常这种严重的这个安全事故

那在美国这种交通部的话

等于是罚了这个 Fiat Chrysler 的大概是

7000万美金就是说不能够提供

所需要的这个安全数据

那其实在2014年的话就超过3万个

就人员的这个死亡还有

84万人员的一个受伤但这只是美国了

超过大概20%的这个这个汽车的这个事故

是因为这个机械问题引起的

所以现在我们这个普通的这个标准

就是说需要这个硬件开发这个标准的话

其实主要这个三个部分

那一个是我们这个芯片的这个供应商

那另外一个的话 Tier 1/Tier 2 车身电子这一块

最后的话就是车厂这一块 OEM 厂商

那这里嘛这里面的话是 ISO26262 这种

标准认证这个开发流程

那它这个的话是需要所有的这个

不管是汽车这个厂家、Tier 1 都要遵守的一个

一个标准

那这个的话进一步细化可以看到主要是三个层面

那对这个 IC 供应商来讲的话

我们是这个方向比如说举一个典型的 EPS

就是电子辅助这个转向系统来看

那这里面的话它会有一个硬件的这个

我讲你失效模型分析的一个尺度

那这里面的话它会比如说这种单点失效或者这种

潜在失效的这个

这个概率

还有这个数字的分析

那我们在芯片这端的话我们会有这个

安全分析的报告还有一些安全手册

那您购设备的话这个是失效率的一个计算

基于工业的一些标准

然后根据你自己的系统你去自己重新计算这个

这个的一些尺度

然后有详细的这个失效的模型

或者说内部设备一些框图给他

给到这个 Tier 1 Tier2 等于是这个汽车电子这一块

其实电子厂商的话他会做系统层面的硬件的一个

一个

一个失效的一个分析安全性的一个分析

所以他会有这样的安全性分析的一个报告

和系统层面的一个认证后面

这是他需要的

然后车身电子这一块的话

它做好了这个产品给了这个车厂

那车厂的话它会把整个

作为一个汽车整体来说的话

他会所有系统会多个层面的一个分析

整个系统层面的和多种程度的一种分析

那这个时候他和汽车层面的话

它会有一个安全的认证比如说这种 3C 认证

所以这是从

从最基础的这个

元器件供应商到车身汽车电子这一块

再到整车厂这一块

不同的一个安全的一个规范或者认证的要求

那么这里面的话也会提到几点

提到几个这个例子

比如说这个 EPS 刹车系统

传动系统还有这个座椅系统

那 ASIL 的话是个安全等级那从 A 到 D

那 D 的话就代表是最严重的

A 的话相对来说好一些

那这里举个例子的话 EPS 再比如说

重庆这种山路这种 Z 字形的路特别多的话

如果你的这个

辅助驾驶转向系统的话失效的话

或者有安全隐患的话那会带来非常

危险的这个影响

那另外的话是这个刹车系统

刹车系统的话就直接影响了这个

我们开车的这个安全特别是当这种

非常陡峭的路这里举个例子是

张家口这种非常陡峭的路的话

这个刹车系统就非常危险

非常关键的

那另外一个的话就是这个传动系统

那这里举个例子这个是

穿这个高架路高速路上面

如果传动系统的失效的话它会引起很

很大的一种灾害在这种高速路上

然后是座椅，座椅里面的话

像这种电动座椅的话都是电机在这里面

那如果电动座椅里面电机突然往后

这个失效的话它会影响这个驾驶员的这个开车

所以这个的话

当然这个传动系统和这个

座椅系统的话这个等级的话

都是比相对前面这两个

EPS 和刹车的话还是

稍微好一些

那这个的话这个是失效模型的

一个影响和分析

那我们这里面风险的定义的话

其实是三个字母 SEC

那 S 的话就是严重性

在这个事故造成的严重性

那这个 Exposure 的话

就是说他的暴露性就说这

这个事故发生以后这个人员暴露在危险的这个

这个可能性多大

那这个 C 的话就是控制

控制性就是说这个

驾驶员或者车上人员的话能够控制这个

这个灾害避免伤害的一个控制力

那这里面失效模型的话

一个就是说这个传动力的一个

一个就是说这个传动力的一个

损失或者没有了

那另外的话不需要的一个

就是说你没有想到的这样的突然的传动力

对这个传动力的损失的话

比如说在这种高速路上的话

特别是当你这个转弯的时候

在弯道的时候如果突然损失这个 EPS 的话

那你的汽车很可能就直接开到

对方的道路上呢

会与其他车辆进行碰撞了

所以你可以看到这个 E

这个 ECS 这个等级的话都是非常高的

这都是最高等级的

所以他的 ASIL 等级的话也是 D 是最危险的

那另外一个的话就是说

你不期望的一些转向力

比如说在城市的一些十字路口的话

如果你这个 EPS 失效在这个十字路口的话呢

有可能车辆就会冲偏离你的道路

直接撞到一个等待过

过十字路口的这个行人上面

所以这里面的危险的话

就相当于这个 E 的话就是说

这个概率的话

可能会比这个略低一点但是这个

可控度还有这个严重程度的话

也都是最高级的

所以他综合评定的话就是这个 C 级

那这个传动失效或者不需要传动的话他有哪种

情况会影响的话会产生他呢

那第一个的话 MCU 数据的一个丢失

那有可能 MCU 跑飞了有可能造成

那另外一个是给他这个板子的这个

供电

失效了没有电了

那另外的话可能是某种程度上

哪里是有短路的现象发生

或者说这个系统里面的时钟丢失了

或者是问题

那怎么解决它呢

MCU 的话如果避免它跑飞的话

有这个 Watch Dog 看门狗

去保证 MCU 的这个实时工作正常工作

电源这边的话我们会有这个

电池的这个监控系统去监控这个

电池电压是不是掉到很低或者干嘛

那短路的话会我们会有一些安全的

一些沟通机制通讯机制去保证这个

这里面电路的话都是一个没有这个短路情况发生

时钟的话我们会有也会有这种时钟的监控器

所以这里面可以看到

那我们 TI 这一块的话

会提供这样的一种安全驱动芯片

那这里面刚才讲的看门狗的这个功能

电池这个

监控功能对吧

安全这个通信这个机制

时钟的监控功能我们都会有

那这里面的话是

一个失效模型的一个例子

就是一个 EPS

EPS 的话就是提供辅助转向力的

通过一个我们叫电子辅助驾驶

通过电机然后提供这个方向盘这个转距

他可以替换比较就是

之前早期的这些

比如说纯粹的这种机械的液压的原理

或者说是混合动力的原理

它关键的一些好处的话就是说它

重量更轻

然后他这个这个功耗更小

还有减少更多的这个移动部件

另外话它其实这个增加的客户这个使用和体验

它可以其实可以转向得更平稳

花更少的力气

那这一块的话红框的话就是这个 EPS 这个系统

这个电机的话是在这边

那这边有个扭矩的一个传感器