如今,汽車越來越智能化,汽車上的電子/電氣系統(tǒng)數(shù)量也越來越多,越來越復(fù)雜,汽車的安全性問題也就更為突顯。
2011年,專門針對汽車電控系統(tǒng)功能安全的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262正式頒布,此后,ISO 26262在汽車行業(yè)廣泛推行,無論是汽車廠商還是零部件供應(yīng)商開始采納應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)。
什么是ISO 26262?
汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn) ISO 26262是汽車領(lǐng)域的電氣/電子相關(guān)功能安全國際標(biāo)準(zhǔn),貫穿于整個車輛的生命周期。隨著電子電氣系統(tǒng)越來越集成和復(fù)雜,其安全性就更為突顯。
“ISO 26262”標(biāo)準(zhǔn)是在汽車的電子化及高性能化發(fā)展,以及全球市場對汽車安全性能要求日趨嚴(yán)格的背景下,于2011年11月正式頒布的關(guān)于汽車電控系統(tǒng)功能安全的國際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)是預(yù)先計算出汽車電控方面的故障風(fēng)險,并把降低該風(fēng)險的機制作為功能的一部分預(yù)先植入系統(tǒng)中,從而實現(xiàn)"功能安全"的標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)工藝。該標(biāo)準(zhǔn)的對象涵蓋從車輛的構(gòu)思到系統(tǒng)、ECU(電子控制單元)、嵌入式軟件、元器件開發(fā)及相關(guān)的生產(chǎn)、維護(hù)、報廢等整個車輛開發(fā)生命周期。
隨著自動駕駛(ADAS)相關(guān)的技術(shù)不斷創(chuàng)新,以ADAS為代表的技術(shù)革新進(jìn)程加速,為確保汽車的安全性,要求組成車載零部件的半導(dǎo)體也要達(dá)到自身的安全標(biāo)準(zhǔn)。在2018年頒布的第2版中,不僅對象范圍擴(kuò)大到巴士、卡車、兩輪車輛,還新增了半導(dǎo)體部分,半導(dǎo)體元器件作為支持自動駕駛功能安全的核心產(chǎn)品成為關(guān)注的焦點。
ROHM自2017年在業(yè)界率先開發(fā)由液晶驅(qū)動電源IC等構(gòu)成的,可以支持功能安全的液晶面板芯片組,并在2018取得ISO 26262開發(fā)工藝認(rèn)證等,不斷推進(jìn)支持汽車功能安全的產(chǎn)品開發(fā)。
什么是功能安全?
根據(jù)ROHM半導(dǎo)體(上海)有限公司技術(shù)中心副總經(jīng)理李春華的介紹稱,我們定義安全是沒有不可容忍的風(fēng)險,安全本身也分為“本質(zhì)安全”和“功能安全”。
本質(zhì)安全是指降低機器危及人命以及環(huán)境的因素或徹底排除這種誘因,而功能安全就是通過安全功能和安全措施把危險系數(shù)降到一個可容忍的范圍。李春華舉例稱,比如在鐵路道口,為避免人車相撞,“本質(zhì)安全”通過將列車線路和常規(guī)馬路設(shè)置為立交狀態(tài),從根本上避免事故的發(fā)生。而功能安全則是通過在鐵道口設(shè)置警報器和安全欄桿,將風(fēng)險降低到可容忍范圍內(nèi)?!氨举|(zhì)安全”的優(yōu)勢在于可以徹底排除涉及到危險的誘因,但大規(guī)模的改造成本很高?!肮δ馨踩备鶕?jù)改善方案可實現(xiàn)成本的降低,但必須考慮到故障的發(fā)生。
功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262認(rèn)證流程
取得ISO 26262流程的認(rèn)證需要取得流程認(rèn)證和產(chǎn)品認(rèn)證兩方面。
在流程標(biāo)準(zhǔn)方面,ISO 26262流程認(rèn)證需要109個工作成果,這些工作成果根據(jù)內(nèi)容的不同進(jìn)行分門別類,包括管理,概念,系統(tǒng),硬件,軟件,生產(chǎn),支持程序和安全分析。對于ROHM這種IC公司,只需要取得管理、硬件、生產(chǎn)、支持程序和安全分析的流程認(rèn)證,而概念,系統(tǒng),軟件等類別則是OEM、Tier1或者軟件廠商取得流程認(rèn)證的類別。
針對ISO 26262這樣的規(guī)則,需要非常熟悉的功能安全管理者。對于芯片設(shè)計來說,首先要明確產(chǎn)品開發(fā)的ASIL等級,立項當(dāng)中要完全符合ISO 26262認(rèn)證流程,包括項目經(jīng)理、開發(fā)負(fù)責(zé)人、開發(fā)擔(dān)當(dāng)和功能安全管理者的設(shè)立,同時還需要第三方組織做監(jiān)管,針對功能安全橫向的流程構(gòu)建、管理進(jìn)行策略的提供和流程監(jiān)控。
在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面,涉及到客戶所需要的安全功能,即為ASIL各種等級,根據(jù)不同用途,危險度從ASIL-A到ASIL-D逐級增加。
以應(yīng)用在ADAS或EPS電源中的電源LSI為例,虛線框里面的部分,就是本身芯片所具有的一些主要功能和保護(hù)功能,在保證特性當(dāng)中,芯片本身加入了像TSD的過熱保護(hù)回路,OVP的過壓保護(hù)回路和UVP的欠壓保護(hù)回路等在里面。為滿足ASIL等級要求,與Tier1廠商、OEM廠商協(xié)商后,ROHM把紅色框這部分進(jìn)行強化,構(gòu)建安全機制和自診斷功能。為了確保汽車安全行駛,針對LSI的安全等級會越來越高,通過本身虛線框芯片整個的基礎(chǔ)構(gòu)架,再加上紅色框的“功能安全”的功能,來保證針對于像LSI等級的電源功能安全提升。
ROHM為取得ISO 26262認(rèn)證所做的工作
為取得ISO 26262認(rèn)證,ROHM建立了ISO 26262工作組,推廣實施開發(fā)流程,以便取得第三方認(rèn)證機構(gòu)的認(rèn)證、推進(jìn)符合標(biāo)準(zhǔn)的車載產(chǎn)品開發(fā)。
ROHM從2013年開始著手開發(fā)取得認(rèn)證節(jié)點,并于2018年通過第三方認(rèn)證機構(gòu)德國萊茵TÜV Rheinland取得了ISO 26262的開發(fā)工藝認(rèn)證。這意味著羅姆面向車載領(lǐng)域的元器件開發(fā)工藝被認(rèn)定為可滿足該標(biāo)準(zhǔn)中的高安全等級“ASIL-D”。
在車載級元器件方面,ROHM打造了車載產(chǎn)品專用生產(chǎn)線,并遵行汽車行業(yè)質(zhì)量管理體系“IATF 16949”及電子元器件可靠性標(biāo)準(zhǔn)“AEC-Q100/101/200”等來推進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)。目前,ROHM的解決方案主要包括“針對液晶面板的解決方案”及“針對ECU電源電路的解決方案”。
隨著電子電氣化程度越來越高,其整車的安全性很大程度取決于電子控制器的安全性,雖然ISO 26262不是法律,但是汽車制造商不會購買不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。汽車制造商通過根據(jù)ISO 26262設(shè)計電氣/電子系統(tǒng)來證明能夠確保汽車的安全,而且,設(shè)計應(yīng)確保即使發(fā)生了電氣/電子系統(tǒng)故障,也不會造成人身傷害。目前ROHM已經(jīng)取得了ISO 26262的開發(fā)流程認(rèn)證,下一步計劃將致力于進(jìn)行考慮到功能安全的產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計。
-Kaiyun·開云