自動車市場向けの組み込み不揮発性メモリーIP

シノプシスは自動車業界の標準に完全準拠した最先端のアンチヒューズ・ワンタイム・プログラマブル(OTP)不揮発性メモリー(NVM)をご提供します。<br>OTP製品を自動車業界の標準に準拠させるには、不具合ゼロ、故障ゼロ、15~20年の製品寿命を目標とする次の3つの標準に従って設計・開発を行い、認定を受ける必要があります。

シノプシスは自動車業界の標準に完全準拠した最先端のアンチヒューズ・ワンタイム・プログラマブル(OTP)不揮発性メモリー(NVM)をご提供します。
OTP製品を自動車業界の標準に準拠させるには、不具合ゼロ、故障ゼロ、15~20年の製品寿命を目標とする次の3つの標準に従って設計・開発を行い、認定を受ける必要があります。

その3つの標準は以下のとおりです。

1. ISO/TS 16949に準拠したTQM(Total Quality Management:総合的品質管理)

内容を抜粋すると、「自動車関連製品の設計、開発、製造、(該当する場合)取り付け、サービスに対する品質マネジメントシステムの要件を定義する」となります。そのためには、開発者/サプライヤーは体系的なプロセス・手順に従い、開発フローおよび最終製品の測定・監査が可能な品質レベルを保証する必要があります。

2. ISO 26262に定義されているASIL(Automotive Safety Integrity Level)の機能安全要件

安全性要件は乗車する人および外界への危害を防ぐことを目的としています。安全性レベルは「機能」(エアバッグ制御、ブレーキシステム、近接センサーなど)で判断されます。OTPは1つまたは複数の機能を制御するECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)の一部です。ASILには安全性の低い順に A、B、C、Dの4つの準拠レベルがあります。ISO 26262は機能の適切な安全性を判断するためのガイダンスを提示しています。

3. AEC(Automotive Electronic Council:車載電子部品評議会)の AEC-Q100に定められた製品信頼性

AECは厳しい車載環境向けに設計されたICを認定するための一連のストレステスト(HTOL、ELFR、EDRなど)を定義しています。ここに定められたストレス条件は、車載環境でのICの想定動作寿命に比例して発生する故障の可能性を短時間で早期に検出することを目標にしています。想定製品寿命に従って決まるICの信頼性は、優れた認定、および統計解析とテスト設計により「ゼロ・ディフェクト」を目指すことで向上します。

ゼロ・ディフェクト達成のための推奨構成および必須プロセスの大半が既にDesignWare OTP製品に実装されているため、シノプシスのグレード1動作条件への準拠はシンプルでした。その内容の一部を以下に示します。

  • 小容量で100パーセント冗長化したOTPアレイ
  • SEC/DED(Single Error Correct/Double Error Detect:単一誤り訂正/2重誤り検出)機能を備えた大容量メモリー
  • 自己診断機能が組み込まれたOTP IPのBIST(Built-In Self-Test:組み込み自己テスト)
  • OTP IPのBISR(Built-In Self-Repair:組み込み自己修復)内で自己修復機構を利用可能
  • ストレス電圧の印加によるビットセルレベルでの不具合の総合的な検証
  • +125ºC(グレード1)での高温動作寿命(HTOL:High-Temperature Operating Life)試験により認定を実施
  • AEC_Q100-005の規定に従い、高温動作寿命(HTOL)試験を高温保存寿命(HTSL:High-Temperature Storage Life)試験に変更
  • READとPROGRAMに関するキャラクタライズを-40ºCと+125ºCで実施

最近の車載部品の安全性を保証するためには、ゼロ・ディフェクトの概念と要件は明らかに歓迎すべき必須事項です。最近の先端的な乗用車やトラックの運転は、道路インフラを利用して人や貨物をある地点から別の地点に輸送するための範囲があるという点で複雑なコンピュータ・システムの操作に似たところがあり、その輸送のためにエンジンと車輪があります。自動車の機能そのものは変わりませんが、革新的な技術により個々のコンポーネントは劇的に向上し、新しい安全機能が付加されています。エレクトロニクスにおけるADAS(Advanced Driver Assistance System:先進運転支援システム)という形態は、安全性の面で最も革新的な要素の1つです。

セキュリティ

最近のカーエレクトロニクスは、自動車の機能動作を指示する複数の電子制御装置(MCU、メモリー、インターフェイスから成る)に接続する CAN-bus(コントローラ・エリア・ネットワーク・バス)がバックボーンになっています。ECU間のデータ通信はCAN-bus経由で行われます。過去数年の実験的なハッキングの成功(セキュリティ上安全でないECUから携帯電話ネットワークにアクセスし、リモート・コンピュータから自動車を完全制御することができた)を経て、ECUへの安全なアクセスが開発者や規格団体の間でますます大きな注目を集めるようになっています。CAN-busのセキュリティ保護にはデータの暗号化が必要ですが、OTP NVMにはその機能がありません。「信頼の基点」の概念がECUの標準になれば、DesignWare OTPがECUへのアクセスをセキュリティ保護するための最適なソリューションになります。そうなれば、ECUソフトウェアの更新/変更を検証するために「信頼の起点」で必要とされるセキュリティキー(多くの場合は公開鍵)を、ハッキングや攻撃に対するセキュリティに優れたDesignWare OTPに保存できます。また、コンテンツの更新を許可するようにOTPの容量を選択しておけば、キーをいつでも変更できます。

DesignWare OTP NVM IPはサイドチャネルや物理的な攻撃に対する最高レベルの耐性を備え、最近ではコンテンツのブロードキャストのためのキーをセキュリティ保護するために百万以上のセットトップボックスで利用されているストレージ・メカニズムです。DesignWare OTP NVM IPは、セキュリティキーだけでなく、ECUやその制御対象となるセンサーのコンフィグレーション・パラメータや設定の保存にも最適です。また、ECUソフトウェアをDesignWare OTPに保存することもできます(1インスタンスの容量は最大1Mビットで、複数のインスタンスを1つのECUに統合可能)。