自動車用ハードウェアの機能安全とは何ですか？

「機能安全（FuSa）」という用語は、 ISO 26262 「E/E（電気および／または電子）システムの誤動作に起因するハザードによる許容できないリスクが存在しない状態」と定義されている。

ハードウェア要素に関しては、体系的な設計上の不具合を防止し、ランダムなハードウェアの故障を検出して制御することが目標となります。体系的な不具合は、自動車設計ライフサイクルの開発および製造段階で発生します。一方、ランダムなハードウェアの故障は、ハードウェアコンポーネントの稼働期間中に発生し、ランダムな欠陥や経年劣化によって引き起こされます。

系統的故障は、FMEA（故障モード影響解析）などの安全解析手法を用いて定性的に評価される。系統的故障を防止するには、信頼性の高い設計原則に従った体系的な設計アプローチと、検証および試験が必要である。

ランダムなハードウェア故障は、FMEDA（故障モード・影響・診断解析）を用いて定量的に評価され、設計が目標とするASIL（自動車安全完全性レベル）を達成していることを実証します。自動車システム工学における安全解析については、 Ansys 実践ブログを参照してください。ランダムなハードウェア故障は、開路や短絡などの恒久的な故障、あるいは電離放射線による一時的なビット反転などの過渡的な故障に分類されます。これらは安全メカニズムによって検出され、その影響が軽減されます。 ハードウェアの故障耐性（FuSa）メカニズムには、冗長性やコンパレータ、あるいはデュアルコア・ロックステップ（DCLS）やトリプルモード／モジュラー冗長性（TMR）などのマジョリティ・ヴォーターを活用する手法、あるいはロジックBIST（LBIST）やメモリBIST（MBIST）などの組み込み自己診断（BIST）など、さまざまなものがあります。

自動車用ハードウェアの機能安全は、車両のシステムやコンポーネントが意図したとおりに動作し、万一の故障時にも安全な形で動作することを保証する点で重要です。これには、ブレーキ、ステアリング、パワートレインなどのシステムに加え、電子安定性制御（ESC）や先進運転支援システム（ADAS）といった電子システムも含まれます。機能安全を確保することで、事故や負傷を未然に防ぐことができるほか、万が一の故障時にも車両と乗員を保護することができます。 さらに、機能安全は、自動車業界における規制や業界標準への準拠においても極めて重要です。

シノプシス’の包括的な自動車設計ソリューションは、複雑な機能安全（FuSa）の解析、実装、および検証機能を提供します。当社の統合型機能安全検証プラットフォームは、FMEA、FMEDA、および故障キャンペーン管理のための業界最高水準の技術を、単一の統合フローの下に集約した包括的なソリューションです。 シノプシス当社のネイティブ自動車向けソリューションは、機能安全メカニズムを効率的に実装・検証するための、業界で最も包括的な機能セットを提供します。

シノプシス また、エレクトロマイグレーション （EM）、電圧降下（IR）、デバイスの経年劣化といった信頼性上の課題に対処するための包括的なソリューションに加え、堅牢な冗長ビア挿入（RVI）機能も提供しています。

ISO 26262のTCL（Tool Confidence Level）1の認証を取得しているシノプシスのツールを利用することで、品質と機能安全の適格性評価を迅速化できます。