解决方案|瑞萨基于IEC61508的功能安全解决方案介绍(1)

原创 瑞萨MCU小百科 2024-05-30 12:00



功能安全

首先,我们将简单介绍符合IEC61508标准的功能安全,其次是功能安全应用示例,以及工程师在功能安全设计上所面临的挑战,最后分享瑞萨功能安全解决方案如何应对这些挑战。



功能安全定义范围

瑞萨有三种基于标准的功能安全解决方案:

1

汽车级 ISO26262

2

家用电器 IEC60730

3

工业自动化 IEC61508


本系列文章将主要针对广泛用于工厂自动化和过程自动化领域的IEC61508,基于半导体或MCU设计的功能安全。


在IEC61508标准提到的SIL,是指安全完整性等级的英文缩写。安全完整性等级细分为SIL1、SIL2、SIL3、SIL4四个等级,SIL4等级最高(如火车、基础设施)。而IEC60730标准则是通过系统诊断的方法来避免危险情况的发生,需要我们根据数据分析来证明安全的可能性,而且也需要开发过程的验证(这点与IEC60730 class C也需要软件开发过程验证一样),但与其他功能安全标准不同,IEC60730的诊断只要用软件或其他方式说明错误侦测的方法即可,所以这个标准通常针对消费类产品。ISO26262客户需要根据最终产品申请认证,但不需要认证机构认证,瑞萨作为供应商则需要做的是,根据标准提供自认证。


IEC 61508是功能安全的基本安全标准,参考了机械、电器、机器人、电机驱动等各个领域的安全标准。ISO13849-1则是控制系统机器安全相关部件的安全功能设计总则,ISO13849应用范围更广泛,不仅电气电子,液压、气动、机械等均可适用。这两个标准都对相关部件的安全功能进行了定义和要求,但是两者也有所不同。比如标准组织定义不同,IEC(国际电工委员会)和ISO(国际标准化组织)虽然都是国际标准化组织,但它们的主要区别在于它们制定标准的领域和范围不同。


以下是几个不同标准之间,根据不同的安全指数的一些区别与定义:


点击可查看大图


IEC61508由7卷标准组成并详细列明具体的要求。比如61508-1: 一般要求;61508-3: 对软件的要求等。


点击可查看大图


为什么功能安全对市场和我们都很重要?

IEC61508基于这样一种理解,即人会犯错,机器会坏。功能安全标准规定了安全功能失效时发生的危险,并定义了将失效风险降低到可容忍水平。重要的是,这些设备制造商,即我们的客户,必须采取措施防止或最大限度地减少危险情况。对我们来说,IEC61508标准是针对使用可编程、电气和电子系统,即MCU、MPU、ASIC或FPGA等其他控制器IC的安全系统。IEC61508规定了当安全功能失效时发生的危险,并定义了将失效风险降低到可容忍水平。因此,每当客户为了功能安全而使用MCU设计他们的系统时,客户都需要我们的支持来实现他们的系统,并在发布到市场之前获得认证机构的认证。


几个基本安全术语概念

在定义安全完整性的时候,人们通常根据IEC61508-2010标准,对安全设备的硬件安全完整性都有明确的量化并要求来计算SIL(安全完整性)级别:即,结构约束和硬件随机失效。结构约束和随机失效同属于硬件安全完整性的内容。如,结构约束的安全完整性由两个因素共同决定:一是SFF(安全失效分数),另外一个是HFT(硬件故障裕度)且都有相应的计算公式。


而硬件随机失效也有相应的指标进行量化跟计算,如失效率λ,诊断覆盖率DC,平均故障概率PFD avg或每小时危险故障频率PFH等。


结构约束跟硬件随机失效对于不同的指标的计算都有相互参考的重大意义。


怎么定义安全等级

IEC61508中规定了安全功能所声明的最高安全完整性等级(如下图所示),该安全功能使用了一个考虑了硬件故障裕度和安全失效分数的子系统。所以,我们有两个提高SIL等级的办法:

1

提高硬件故障裕度:HFT > 0 = 并联的独立元件

2

提高故障诊断率 (DC > SFF)


点击可查看大图


硬件故障裕度是体现系统硬件容错能力;而安全失效分数SFF体现的是子系统在线诊断的能力,两者共同从硬件结构上对安全完整性等级进行验证。


当然,我们还有其他的安全指标或术语,比如FIT、MTTF、FEMA、MTBF等,这里暂不一一论述。


需要技术支持?

如您在使用瑞萨MCU/MPU产品中有任何问题,可识别下方二维码或复制网址到浏览器中打开,进入瑞萨技术论坛寻找答案或获取在线技术支持。

https://community-ja.renesas.com/zh/forums-groups/mcu-mpu/



未完待续


推荐阅读

瑞萨功能安全解决方案IEC61508 (1) 瑞萨功能安全简介

【白皮书】工业设备的功能安全(上)

采用瑞萨电子快速部署功能安全

更多精彩,敬请关注

评论
  • 高速先生成员--黄刚这不马上就要过年了嘛,高速先生就不打算给大家上难度了,整一篇简单但很实用的文章给大伙瞧瞧好了。相信这个标题一出来,尤其对于PCB设计工程师来说,心就立马凉了半截。他们辛辛苦苦进行PCB的过孔设计,高速先生居然说设计多大的过孔他们不关心!另外估计这时候就跳出很多“挑刺”的粉丝了哈,因为翻看很多以往的文章,高速先生都表达了过孔孔径对高速性能的影响是很大的哦!咋滴,今天居然说孔径不关心了?别,别急哈,听高速先生在这篇文章中娓娓道来。首先还是要对各位设计工程师的设计表示肯定,毕竟像我
    一博科技 2025-01-21 16:17 105浏览
  • 80,000人到访的国际大展上,艾迈斯欧司朗有哪些亮点?感未来,光无限。近日,在慕尼黑electronica 2024现场,ams OSRAM通过多款创新DEMO展示,以及数场前瞻洞察分享,全面展示自身融合传感器、发射器及集成电路技术,精准捕捉并呈现环境信息的卓越能力。同时,ams OSRAM通过展会期间与客户、用户等行业人士,以及媒体朋友的深度交流,向业界传达其以光电技术为笔、以创新为墨,书写智能未来的深度思考。electronica 2024electronica 2024构建了一个高度国际
    艾迈斯欧司朗 2025-01-16 20:45 481浏览
  • Ubuntu20.04默认情况下为root账号自动登录,本文介绍如何取消root账号自动登录,改为通过输入账号密码登录,使用触觉智能EVB3568鸿蒙开发板演示,搭载瑞芯微RK3568,四核A55处理器,主频2.0Ghz,1T算力NPU;支持OpenHarmony5.0及Linux、Android等操作系统,接口丰富,开发评估快人一步!添加新账号1、使用adduser命令来添加新用户,用户名以industio为例,系统会提示设置密码以及其他信息,您可以根据需要填写或跳过,命令如下:root@id
    Industio_触觉智能 2025-01-17 14:14 125浏览
  • 临近春节,各方社交及应酬也变得多起来了,甚至一月份就排满了各式约见。有的是关系好的专业朋友的周末“恳谈会”,基本是关于2025年经济预判的话题,以及如何稳定工作等话题;但更多的预约是来自几个客户老板及副总裁们的见面,他们为今年的经济预判与企业发展焦虑而来。在聊天过程中,我发现今年的聊天有个很有意思的“点”,挺多人尤其关心我到底是怎么成长成现在的多领域风格的,还能掌握一些经济趋势的分析能力,到底学过哪些专业、在企业管过哪些具体事情?单单就这个一个月内,我就重复了数次“为什么”,再辅以我上次写的:《
    牛言喵语 2025-01-22 17:10 68浏览
  • 现在为止,我们已经完成了Purple Pi OH主板的串口调试和部分配件的连接,接下来,让我们趁热打铁,完成剩余配件的连接!注:配件连接前请断开主板所有供电,避免敏感电路损坏!1.1 耳机接口主板有一路OTMP 标准四节耳机座J6,具备进行音频输出及录音功能,接入耳机后声音将优先从耳机输出,如下图所示:1.21.2 相机接口MIPI CSI 接口如上图所示,支持OV5648 和OV8858 摄像头模组。接入摄像头模组后,使用系统相机软件打开相机拍照和录像,如下图所示:1.3 以太网接口主板有一路
    Industio_触觉智能 2025-01-20 11:04 157浏览
  • 日前,商务部等部门办公厅印发《手机、平板、智能手表(手环)购新补贴实施方案》明确,个人消费者购买手机、平板、智能手表(手环)3类数码产品(单件销售价格不超过6000元),可享受购新补贴。每人每类可补贴1件,每件补贴比例为减去生产、流通环节及移动运营商所有优惠后最终销售价格的15%,每件最高不超过500元。目前,京东已经做好了承接手机、平板等数码产品国补优惠的落地准备工作,未来随着各省市关于手机、平板等品类的国补开启,京东将第一时间率先上线,满足消费者的换新升级需求。为保障国补的真实有效发放,基于
    华尔街科技眼 2025-01-17 10:44 221浏览
  • 2024年是很平淡的一年,能保住饭碗就是万幸了,公司业绩不好,跳槽又不敢跳,还有一个原因就是老板对我们这些员工还是很好的,碍于人情也不能在公司困难时去雪上加霜。在工作其间遇到的大问题没有,小问题还是有不少,这里就举一两个来说一下。第一个就是,先看下下面的这个封装,你能猜出它的引脚间距是多少吗?这种排线座比较常规的是0.6mm间距(即排线是0.3mm间距)的,而这个规格也是我们用得最多的,所以我们按惯性思维来看的话,就会认为这个座子就是0.6mm间距的,这样往往就不会去细看规格书了,所以这次的运气
    wuliangu 2025-01-21 00:15 194浏览
  • 随着消费者对汽车驾乘体验的要求不断攀升,汽车照明系统作为确保道路安全、提升驾驶体验以及实现车辆与环境交互的重要组成,日益受到业界的高度重视。近日,2024 DVN(上海)国际汽车照明研讨会圆满落幕。作为照明与传感创新的全球领导者,艾迈斯欧司朗受邀参与主题演讲,并现场展示了其多项前沿技术。本届研讨会汇聚来自全球各地400余名汽车、照明、光源及Tier 2供应商的专业人士及专家共聚一堂。在研讨会第一环节中,艾迈斯欧司朗系统解决方案工程副总裁 Joachim Reill以深厚的专业素养,主持该环节多位
    艾迈斯欧司朗 2025-01-16 20:51 200浏览
  • 嘿,咱来聊聊RISC-V MCU技术哈。 这RISC-V MCU技术呢,简单来说就是基于一个叫RISC-V的指令集架构做出的微控制器技术。RISC-V这个啊,2010年的时候,是加州大学伯克利分校的研究团队弄出来的,目的就是想搞个新的、开放的指令集架构,能跟上现代计算的需要。到了2015年,专门成立了个RISC-V基金会,让这个架构更标准,也更好地推广开了。这几年啊,这个RISC-V的生态系统发展得可快了,好多公司和机构都加入了RISC-V International,还推出了不少RISC-V
    丙丁先生 2025-01-21 12:10 118浏览
  •     IPC-2581是基于ODB++标准、结合PCB行业特点而指定的PCB加工文件规范。    IPC-2581旨在替代CAM350格式,成为PCB加工行业的新的工业规范。    有一些免费软件,可以查看(不可修改)IPC-2581数据文件。这些软件典型用途是工艺校核。    1. Vu2581        出品:Downstream     
    电子知识打边炉 2025-01-22 11:12 77浏览
  • 数字隔离芯片是一种实现电气隔离功能的集成电路,在工业自动化、汽车电子、光伏储能与电力通信等领域的电气系统中发挥着至关重要的作用。其不仅可令高、低压系统之间相互独立,提高低压系统的抗干扰能力,同时还可确保高、低压系统之间的安全交互,使系统稳定工作,并避免操作者遭受来自高压系统的电击伤害。典型数字隔离芯片的简化原理图值得一提的是,数字隔离芯片历经多年发展,其应用范围已十分广泛,凡涉及到在高、低压系统之间进行信号传输的场景中基本都需要应用到此种芯片。那么,电气工程师在进行电路设计时到底该如何评估选择一
    华普微HOPERF 2025-01-20 16:50 76浏览
  •  光伏及击穿,都可视之为 复合的逆过程,但是,复合、光伏与击穿,不单是进程的方向相反,偏置状态也不一样,复合的工况,是正偏,光伏是零偏,击穿与漂移则是反偏,光伏的能源是外来的,而击穿消耗的是结区自身和电源的能量,漂移的载流子是 客席载流子,须借外延层才能引入,客席载流子 不受反偏PN结的空乏区阻碍,能漂不能漂,只取决于反偏PN结是否处于外延层的「射程」范围,而穿通的成因,则是因耗尽层的过度扩张,致使跟 端子、外延层或其他空乏区 碰触,当耗尽层融通,耐压 (反向阻断能力) 即告彻底丧失,
    MrCU204 2025-01-17 11:30 186浏览
  •  万万没想到!科幻电影中的人形机器人,正在一步步走进我们人类的日常生活中来了。1月17日,乐聚将第100台全尺寸人形机器人交付北汽越野车,再次吹响了人形机器人疯狂进厂打工的号角。无独有尔,银河通用机器人作为一家成立不到两年时间的创业公司,在短短一年多时间内推出革命性的第一代产品Galbot G1,这是一款轮式、双臂、身体可折叠的人形机器人,得到了美团战投、经纬创投、IDG资本等众多投资方的认可。作为一家成立仅仅只有两年多时间的企业,智元机器人也把机器人从梦想带进了现实。2024年8月1
    刘旷 2025-01-21 11:15 502浏览
  • 本文介绍瑞芯微开发板/主板Android配置APK默认开启性能模式方法,开启性能模式后,APK的CPU使用优先级会有所提高。触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。源码修改修改源码根目录下文件device/rockchip/rk3562/package_performance.xml并添加以下内容,注意"+"号为添加内容,"com.tencent.mm"为AP
    Industio_触觉智能 2025-01-17 14:09 167浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦