美光LPDDR5内存为汽车高级驾驶辅助系统提供解决方案

原创美光科技 2024-05-14 12:00

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R = 风险管理 —— 美光 SAFER 内存

长期以来，汽车功能安全主要由一级供应商和汽车主机厂商（OEM）负责。如今，随着车辆系统复杂性的提升和车内电子元件的不断增加，功能安全正逐渐成为半导体厂商关注的焦点。凭借专门打造的符合 JEDEC 标准的车规级产品组合，美光推出了 SAFER 汽车功能安全解决方案，致力于满足汽车行业对功能安全的需求。美光 LPDDR5 内存基于 SAFER 框架打造，现已正式发布并已量产，旨在为行业最复杂的汽车高级驾驶辅助系统 (ADAS) 提供解决方案。

芯片和系统风险管理

如今，ADAS 系统在汽车中的加速部署突出了功能安全的重要性。随着一级供应商和汽车主机厂商在安全关键型 ECU 中应用了更多半导体元件，汽车对 ADAS 性能的要求大幅提高，进而强调了半导体功能安全。而由于车载信息娱乐系统与 ADAS 的交互程度逐渐加深，系统级功能安全也受到影响，更加凸显了功能安全的重要性。在系统层面，半导体内存和存储设备需要满足严苛的安全要求，比如符合 ISO 26262 标准。

ISO 26262 标准将功能安全定义为“避免电气/电子系统在运行过程中因故障而引发不合理风险”，并将故障分为两种类型：系统故障和随机故障。因此，功能安全包括两个关键组成部分——系统故障覆盖和随机故障覆盖，以支持设备按设计和预期正常运行，并在随机故障间歇发生时进行标记。通过这些标记，系统能对故障进行分析并做出适当的响应。

在半导体研发过程中，可通过以下措施降低系统故障风险：

● 教育培训（例如对员工开展 ISO 26262 标准培训）

● 组织管理（例如设立专门的安全办公室、进行内 / 外部安全认证）

● 信息扩充（例如提供额外的文件和审查要求）

汽车安全完整性等级（ASIL）每提升一级，相应的产品开发工序就会随之增加。ASIL D 是目前最严格的功能安全认证等级，产品开发所需执行的工序也最多。

ISO 26262 认证有助于降低风险

尽管全面通过 ISO 26262 ASIL-D 认证的器件能为系统集成商提供最高的安全等级，但 ISO 26262 标准还提供了三种行业认可的替代方法，用于处理系统故障并降低风险：

●质量管理硬件 (QM HW) 要素评估（硬件评估）

● 在使用中验证质量管理硬件要素

● ASIL 分解

根据 ISO 26262 标准规定，对于 III 类硬件要素，硬件评估只能在 ISO 26262-8:2018 第 13.4.4.1 条规定的过渡期内使用，新一代硬件要素应按照 ISO 26262 标准进行开发。未来，对于需要使用III 类硬件要素的设计，就要通过正规的标准认证流程。而如果现有市场存在符合 ISO 26262 标准认证的器件，那么设计时就不能采用硬件评估方法，以更好地管理风险和降低集成复杂性，并进而降低总体成本。

根据 ISO 26262-8 标准第 13.4.1.1 条，LPDDR DRAM 应归类为 III 类硬件要素。

汽车安全领域知名咨询公司 exida 的硬件要素分类标准。¹

“在使用中验证质量管理(QM)硬件要素”的方法需在退货商品授权(RMA)少量的基础上对退货产品进行评估。这种方法要求市场上实际使用的器件数量达到约 500 万个，才能证明该器件可用于安全应用。

该方法可能需要 4 到 6 年时间才能获得 ASIL-D 认证。考虑到供应链可能出现延误，出货量和运营时间也难以保证，“在使用中验证”的方法仅能提供较低水平的安全要求且内在风险较高，因此不建议作为一种可持续的方法。

根据 ISO26262-9:2018 第 5 条对 ASIL 分解的描述，简言之，ASIL 分解是一种结构化方法，通过在系统内添加冗余来降低系统各部分所需的 ASIL 级别。与硬件评估相比，ASIL 分解可连续用于多代产品，但系统冗余也会导致系统总成本和器件数量的显著增加。此外，由于 ASIL 分解侧重于故障检测而非避免故障，因此可能会对整体系统可用性产生重大影响。

结论

尽管上述三种替代方法也能实现 ASIL KPI 目标，但采用经过 ASIL-D 认证/兼容的器件能将风险降至最低并加速产品上市，如美光 LPDDR5 ASIL-D 认证内存。

美光率先推出业界首款获得 JEDEC 和 ISO 26262 ASIL-D 认证的内存，现已开始量产。如需了解更多信息，请阅读往期内容，深入了解美光应用于汽车安全关键型系统中的 DRAM、汽车行业主要发展趋势及其对内存与存储的影响等内容。

¹exida 是一家专门从事自动化系统安全和其他安全专业领域的产品认证和信息咨询公司。

美光 SAFER 车用内存系列博客

美光 SAFER 车用内存系列博客针对创新的车用内存解决方案输出洞察并提供指导。美光 SAFER 内存涵盖五个关键概念：(Safest) 指当前业界前沿的安全解决方案；(Automotive mindset) 指汽车思维；(Fault coverage) 指故障覆盖率；(Engineering leadership) 指先进工程； (Risk management) 指风险管理。我们针对这五大概念分别发布了相应的博客，详细介绍每个概念。