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图解:轿车仪表板背面的车规级安全规划要求

车辆中的电子组件数量不断增长,不仅增加故障率,也给驾驶员和乘客带来更大风险。这种风险的增大迫使汽车行业将功能安全标准融入到汽车设计中。ISO 26262标准对车载电子设备在整个生命周期的功能安全要求做

车辆中的电子组件数量不断添加,不只添加毛病率,也给驾驶员和乘客带来更大危险。这种危险的增大迫使轿车职业将功用安全规范融入到轿车规划中。

ISO 26262规范对车载电子设备在整个生命周期的功用安全要求做出规则。它为轿车体系/组件供给从A级到D级的轿车安全完好性等级(ASIL)危险评价, D级为最高。ASIL的具体要求随运用不同而改动。轿车仪表板有必要显现来自车内各传感器和致动器(actuator)的要害信息,一起有必要契合ASIL B级规范。还有一些仪表板显现信息,如制动、指示器和变速箱速档选择器(PRNDL)信息,也有必要契合ISO 26262功用安全规范。

先进的轿车仪表板技能

为了简化和加快开发,新一代仪表板技能选用功用安全要害技能,为轿车运用供给契合ISO 26262规范的完好开发渠道。例如,图1所示的可重装备数字仪表板,装备了轿车MCU支撑的1280×480分辨率显现器。此外,该仪表板还选用毛病安全NOR闪存存储器,以及契合一切功用安全要求的图形化人机界面(HMI)。

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图1:契合ISO 26262规范的轿车仪表板解决计划

首要体系特性

新一代轿车仪表板既要高性能,更要保证安全和容错运转。它们需要对一切安全要害型图形进行检测并予以纠正,然后再将这些图形显现在屏幕上。这些体系内的图形存储在支撑要害要求方面起着重要作用,包含支撑安全快速的发动进程。

1.安全发动

第一项要求是安全发动。在很多现代仪表板中,轿车MCU与NOR闪存器材调配,一起用于存储发动代码和图形内容。假如在初始化或装备进程中产生断电,某些情况下NOR闪存器材可能会受损或不能做出呼应。选用毛病安全NOR闪存可以避免运转毛病。它可以陈述器材初始化毛病及装备失利,并供给从毛病中康复的办法。

2.即时发动

第二项必需的仪表板功用是“即时发动”。仪表板显现器应能在上电或重置后当即显现精确数据,不该存在推迟。经过将轿车MCU与高速NOR闪存存储器控制器相结合,并规划高效率图形显现计划,可以做到即时发动。

3.安全图形监控器

正如本文之前讨论过的,一切契合ISO 26262 ASIL B级功用安全要求的显现器,都需要对虚拟仪表板上的告警灯、信号和变速档位指示采纳防错机制。驾驶员有必要随时把握仪表板是否正常作业。例如,仪表板有必要能监控和检测安全要害型图画/符号(参见图2a)。

契合安全要求的图形监控器应能针对每一帧显现输出,对其间的安全要害型内容特征进行查看。假如安全要害型内容产生损坏,那么体系应为该损坏内容生成不同的特征指示灯,并运用告警音讯提示驾驶员(参见图2b)。

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图2a:正确的制动指示灯

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图2b:产生毛病的制动指示灯与安全监控告警

4.图画纠正

对仪表板提出的另一项要害要求是要具有图画纠正功用。任何实在可用的仪表板应选用NOR闪存器材来存储显现图画,并供给过错检测与纠正功用。图3a和图3b就表现了这种理念。在本例中,咱们成心将受损的近光灯指示灯图画与正确图画的ECC症状码结合,并存储在NOR闪存器材中。假如咱们禁用NOR闪存器材中的纠错功用,就会显现含糊受损的近光灯指示灯图画(参见图3a)。假如咱们启用闪存器材中的纠错功用,就会显现纠正后的图标(参见图3b)。

如图所示,经过监控并纠正安全要害型显现信息来保证精确性,NOR闪存技能将进一步进步安全性水平。

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图3a:禁用NOR闪存ECC后的指示灯图画显现

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图3b:启用NOR闪存ECC后的指示灯图画显现

图4所示的是仪表板原理图,该仪表板以契合安全要求的方法运用NOR闪存拜访图画数据。

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图4:仪表板体系解决计划

仪表板MCU内的功用安全

功用安全仪表板MCU,如赛普拉斯Traveo II,是契合安全要求的仪表板体系的重要组成部分。它们在单个组件中将传统的MCU功用与图形功用相结合。该MCU在功用安全方面契合ISO 26262规范,并为看门狗、时钟管理器、低电压检测、CRC引擎、时序维护单元和外设维护单元等安全相关IP供给支撑。

此外,软件在功用安全中也起着重要作用。Altia ISO 26262和面向轿车嵌入式图画的Altia安全监控器(ASM)等仪表板渠道,运用仪表板MCU图形子体系内的特征单元来查看安全要害型内容特征。表1所示的是仪表板MCU的部分功用安全性功用。

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表1:仪表板Traveo II MCU内的功用安全

NOR闪存内的功用安全

NOR闪存是最牢靠的非易失性存储器。在道路上行进的数百万辆轿车已对此作出证明。尽管如此,ISO 26262规范依然要求轿车制造商对任何可能产生的毛病进行检测,以保证功用安全。专为功用安全规划的NOR闪存,例如赛普拉斯供给的Semper NOR闪存,集成了轿车体系的要害安全特性。以Semper为例,它是一种到达ASIL B级水平、行将满意ASIL D级要求的器材。它具有杰出的耐久度,编程/擦除周期高达100万次以上,数据坚持才能长达25年,即便在极点温度条件下也是如此。NOR闪存密度高达4Gb,支撑兼容QSPI和JEDEC xSPI规范的Octal和HyperBus接口。这两种接口可供给高达400MB/s的吞吐量。表2所示的是功用安全性NOR闪存支撑的一切安全机制与确诊功用。

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表2:功用安全性Semper NOR闪存的功用安全详解

软件部分的功用安全

像Altia这样的HMI软件可以根据需要承认功用安全内容的正确显现。它的通用嵌入式软件运用到达ASIL B级水平,为HMI内的安全要害型目标供给监控功用。它根据ISO 26262规范和ASIL B级规范开发,经过查看每一帧显现输出中的安全要害型内容特征来保证其满意ISO 26262规范的要求。

经过将功用安全融入到仪表板MCU、非易失性存储器和嵌入式软件中,开发人员可以快速规划出契合安全要求的杂乱轿车运用。

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