朝向零願景邁進(jìn)時，設(shè)計人員需要一種簡單的方法來實現(xiàn)系統(tǒng)級功能安全設(shè)計並滿足標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性。恩智浦的目標(biāo)在於簡化工業(yè)和汽車標(biāo)準(zhǔn)。
功能安全是汽車系統(tǒng)的一個關(guān)鍵設(shè)計考量，對於控制、轉(zhuǎn)向以及先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistance Systems；ADAS）等安全關(guān)鍵功能尤為重要。為降低汽車的整個生命週期中的風(fēng)險和系統(tǒng)潛在故障，全球監(jiān)管機(jī)構(gòu)針對自動駕駛汽車（Autonomous Vehicles；AV）和ADAS技術(shù)逐步實施更嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)。這一趨勢推動了功能安全原則在整個開發(fā)過程中的貫徹，包括半導(dǎo)體的設(shè)計和製造。
遵循功能安全的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)還可提升汽車人機(jī)介面（Human Machine Interface；HMI）的安全性和可靠性，涵蓋高階數(shù)位駕駛艙、儀表板和車載資訊服務(wù)等方面。當(dāng)今的整合式數(shù)位座艙正在不斷演進(jìn)，它們由單一的網(wǎng)域控制站驅(qū)動，控制著儀表板、娛樂中控系統(tǒng)、連接、抬頭顯示器（HUD）和駕駛員監(jiān)測功能等多個顯示器。
網(wǎng)域控制站整合了多個電子控制單元（ECU），提供更強(qiáng)大的中央處理器（CPU）和圖形處理器（GPU）運(yùn)算能力，提升駕駛體驗，同時增強(qiáng)安全性。這種整合化的方法不僅可降低系統(tǒng)成本，簡化OTA軟體更新流程，而且在減輕重量和降低功耗方面也取得了顯著效果。對電動汽車來說，這一點(diǎn)尤其重要。
| 圖一 : 遵循功能安全的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)還可提升汽車人機(jī)介面（HMI）的安全性和可靠性。 |
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汽車內(nèi)部的多顯示器HMI環(huán)境支援?dāng)?shù)位語音助手、儀表板、娛樂中控系統(tǒng)、雲(yún)端連接、先進(jìn)安全功能和車載資訊服務(wù)等功能。無論是尋找附近的咖啡店，還是沿著最佳路線前往目的地，基於網(wǎng)域控制站的最新數(shù)位駕駛艙設(shè)計都能確保汽車控制和導(dǎo)航安全及最佳效能。網(wǎng)域控制站還為商用車提供卓越的數(shù)位體驗，例如為牽引拖車/卡車、公車和其他長途運(yùn)輸車輛增強(qiáng)了智慧電子後視鏡的功能。
選擇合適的應(yīng)用處理器平臺 確保功能安全合乎規(guī)範(fàn)
恩智浦i.MX 95應(yīng)用處理器面向網(wǎng)域控制站應(yīng)用，易於部署，可協(xié)助汽車製造商和一級供應(yīng)商（Tier1）在其汽車HMI設(shè)計中滿足功能安全合乎規(guī)範(fàn)。恩智浦i.MX 95應(yīng)用處理器系列設(shè)計，就是基於ISO26262和IEC61508功能安全標(biāo)準(zhǔn)等汽車安全指南。
具體而言，i.MX 95處理器旨在滿足ISO26262:2018和系統(tǒng)能力（SC）-3規(guī)定的汽車安全等級（ASIL）-D系統(tǒng)和ASIL-B隨機(jī)架構(gòu)指標(biāo)，以及IEC61508：2010規(guī)定的功能安全等級（SIL）-2隨機(jī)架構(gòu)指標(biāo)。為了在要求功能安全的應(yīng)用場景中構(gòu)建信任並促進(jìn)採用，i.MX 95計畫獲得TUV SUD的ISO26262合規(guī)認(rèn)證，這是一個國際公認(rèn)的獨(dú)立認(rèn)證機(jī)構(gòu)，專門為汽車架構(gòu)和電氣產(chǎn)品的安全性設(shè)定最低標(biāo)準(zhǔn)。
為了?明開發(fā)人員實現(xiàn)功能安全目標(biāo)，i.MX 95系列具有即時安全域，旨在獨(dú)立於處理器的其他部分運(yùn)行。這種安全域功能可以確保安全關(guān)鍵操作能夠在與品質(zhì)管制（QM）應(yīng)用隔離的環(huán)境中，可靠且可預(yù)測地執(zhí)行，即使在安全至關(guān)重要的惡劣的汽車環(huán)境中也能保持這一性能。i.MX 95處理器整合安全域架構(gòu)，為構(gòu)建增強(qiáng)安全功能的高階汽車HMI平臺提供了堅實的基礎(chǔ)。
i.MX 95處理器作為網(wǎng)域控制站的數(shù)位座艙和儀表板，能夠通過警告顯示播報，向駕駛員傳達(dá)異常情況，確保汽車的安全關(guān)鍵功能得到保護(hù)。這類警告和車內(nèi)音訊警報符合汽車製造商要求的高可靠性和安全標(biāo)準(zhǔn)。
以客戶為中心的on-board系統(tǒng)設(shè)計
恩智浦on-board系統(tǒng)技術(shù)為客戶使用i.MX處理器開發(fā)創(chuàng)新的功能安全解決方案提供強(qiáng)大的潛力。這種以客戶為中心的方法注重在半導(dǎo)體設(shè)計的每個階段融入系統(tǒng)級的考量，始於深刻瞭解客戶的需求和最終應(yīng)用的要求，通過採用on-board系統(tǒng)設(shè)計方法，恩智浦提供的半導(dǎo)體解決方案不僅能迅速回應(yīng)客戶當(dāng)前的需求，還具有可擴(kuò)展性、靈活性及前瞻性，能夠適應(yīng)市場需求的持續(xù)演進(jìn)和新技術(shù)的湧現(xiàn)。
此外，on-board系統(tǒng)設(shè)計通過簡化硬體和軟體的成本與複雜性，極大地提升了i.MX處理器的價值，並強(qiáng)化了在i.MX開發(fā)過程中所採用的SEooC的關(guān)鍵功能安全特性。這種設(shè)計方法還可賦予恩智浦開發(fā)配備適當(dāng)安全相關(guān)智慧財產(chǎn)權(quán)的內(nèi)置安全島架構(gòu)，滿足新興的系統(tǒng)級功能安全場景的需求。
i.MX支援的汽車功能安全應(yīng)用案例
恩智浦i.MX 95處理器和電源管理IC（PMIC）相結(jié)合，構(gòu)建一個通用平臺，專為採用SEooC開發(fā)理念的各類汽車安全系統(tǒng)而設(shè)計，例如數(shù)位座艙、儀表板和HUD，駕駛員監(jiān)測系統(tǒng)（DMS）、車內(nèi)音訊警報、後視攝影機(jī)、電動後視鏡、車載資訊服務(wù)與連接，以及其他客製化安全解決方案。
| 圖二 : 搭載恩智浦i.MX處理器的客製化安全解決方案 |
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恩智浦提供全面的安全軟體，?明客戶為汽車應(yīng)用創(chuàng)建功能安全基礎(chǔ)，並且可提供安全軟體框架（SAF）、系統(tǒng)管理器（SysMan）、結(jié)構(gòu)內(nèi)核自檢（SCST）等安全軟體庫，確保基礎(chǔ)軟體滿足ASIL-B認(rèn)證的安全要求。作為SafeAssure計畫的一部分，恩智浦還提供一系列基於服務(wù)的安全應(yīng)用支援，包括安全微控制器抽象層（MCAL）和即時驅(qū)動程式（RTD）。
恩智浦的安全軟體庫致力於通過TUV SUD認(rèn)證，遵循以下功能安全標(biāo)準(zhǔn)：ISO26262:2018 ASIL-D、IEC61508:2010 SIL-3、支援ASIL-B/SIL-2的硬體指標(biāo)。
恩智浦是安全關(guān)鍵汽車應(yīng)用半導(dǎo)體解決方案先進(jìn)供應(yīng)商，提供的半導(dǎo)體產(chǎn)品和製程符合ISO26262和IEC61508功能安全標(biāo)準(zhǔn)。此外，還通過持續(xù)的研發(fā)投入，不斷提升產(chǎn)品和軟體的安全功能，以適應(yīng)不斷演進(jìn)的安全標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。
恩智浦提供全面的支援計畫和服務(wù)，助力客戶成功部署汽車功能安全解決方案。SafeAssure計畫便是其中的典範(fàn)，它不僅簡化系統(tǒng)級功能安全要求，還?明客戶在設(shè)計中實現(xiàn)ISO26262的標(biāo)準(zhǔn)化、可持續(xù)性和合乎規(guī)範(fàn)性。通過SafeAssure計畫，客戶能夠與恩智浦的專家團(tuán)隊溝通交流。此外，恩智浦與頂尖汽車製造商、一級供應(yīng)商和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟攜手合作，共同開發(fā)和部署先進(jìn)的功能安全解決方案。這種協(xié)作模式確保恩智浦的汽車產(chǎn)品和解決方案能夠滿足汽車行業(yè)不斷變化的需求。
恩智浦堅守最新的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，為汽車HMI、ADAS、電氣化、底盤控制、動力、車身電子等關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，塑造著汽車安全的未來。我們認(rèn)為功能安全應(yīng)該貫穿汽車系統(tǒng)設(shè)計的始終，確保為駕駛員、乘客、行人以及環(huán)境提供卓越的保護(hù)。
（本文作者Rohitaswa Bhattacharya為恩智浦半導(dǎo)體汽車系統(tǒng)架構(gòu)功能安全技術(shù)總監(jiān)）
