本頁面從矽晶片與 IP 的角度探討「ISO 26262 」——包括汽車半導體的功能安全、符合 ASIL 標準的 IP,以及 EDA 與 IP 設計流程。若欲了解系統與基於物理原理的工程觀點——包括基於模型的安全分析、模擬及嵌入式軟體——請參閱《何謂「ISO 26262 」?》一文,網址為 Ansys。
ISO 26262 該規範要求汽車原始設備製造商(OEM)及供應商必須遵循並記錄(以符合規範要求)一套功能安全開發流程(從規格制定一直到量產發布),其裝置方能通過認證,得以在商用(乘用)車輛中運行。該規範闡述了一套風險分類系統(汽車安全完整性等級,即 ASIL),旨在降低因電氣與電子(E/E)系統故障行為所可能造成的危害。
國際標準化組織(ISO)與國際電工委員會(IEC)保持緊密合作。ISO 26262 規範於 2011 年正式發布,該規範係基於電氣/電子系統通用功能安全標準 IEC 61508 所改編而成。
ISO 26262 是一項針對道路車輛電氣與電子系統開發的國際功能安全標準。該標準闡明了相關指引,旨在將事故風險降至最低,並確保汽車零組件能正確且在適當的時機執行其預期功能。此外,該標準還提供了一種專為汽車領域設計的風險分級方法,稱為 ASIL。
AEC-Q100 是一項確保汽車用電子元件安全性的標準。汽車產業會運用此標準來檢驗與測試這些元件。該標準著重於可靠性,特別是針對汽車應用中積體電路的應力測試。ISO 26262 則是一項類似的標準,但適用於汽車電子系統的整個製造流程。AEC-Q100 著重於單一元件的測試,而ISO 26262 則涵蓋整個製造流程。
汽車工程師學會(SAE)是一個致力於提升交通運輸技術的專業組織。該學會為汽車、飛機及卡車產業制定相關指南,並在《SAE J3061》中界定網路安全最佳實務、車輛自動駕駛等級,以及近期制定的汽車測試標準等。ISO 26262 僅是針對汽車電子系統安全的一項具體規範,而 SAE 實際上制定了眾多關於交通運輸技術的指南。
MISRA(汽車工業可靠性協會)是一套針對在汽車嵌入式系統中安全且可靠地使用 C 程式語言所制定的指引。這些指引由英國汽車工業研究協會制定,主要著重於為汽車產業提供安全且可靠的程式編寫實務指引;而ISO 26262 則針對整個系統的功能安全提供一套全面的解決方案。
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ISO 26262 本標準提供了一套用於管理及降低與電氣及/或電子系統相關風險的流程,其基於「安全生命週期」的概念,該概念包含以下階段:
規劃:在此階段,將定義系統的安全要求,並制定安全計畫。
分析:在此階段,將對系統進行分析,以識別危害及潛在失效模式。
設計與實施:在此階段,將針對規劃階段所定義的安全要求,對系統進行設計與實施,並消除或減輕分析階段所識別出的危害。
驗證:在此階段,將對系統進行測試,以確保其符合安全要求,且所有危害均已消除或減輕。
驗證:在此階段,系統會在預期的環境中進行測試,以確保其運作符合預期。
ISO 26262 此外,該規範亦明定在安全生命週期的各階段必須產出的文件,以及可使用的工具。
若欲從系統工程的角度了解此流程,請參閱 Ansys。
| ASIL 等級 | 危害嚴重程度 | 安全要求的嚴格程度 |
| A | 低 – 輕微受傷 | 嚴謹度低 |
| B | 中度——輕度至中度受傷 | 適度的嚴謹性 |
| c | 高 – 嚴重受傷 | 高度嚴謹 |
| D | 極高——危及生命/致命的傷害 | 最高標準 |
2018 年,ISO 26262 進行了重大更新,並新增了兩項標準:半導體標準,以及針對機車、卡車和公車的標準。關於該標準在積體電路層級的適用方式,請參閱ISO 26262 (針對半導體的多物理場 簽核)。此外,還新增了關於基於模型的開發、軟體安全分析、依賴性失效分析、容錯能力等方面的指引。
ISO 26262汽車安全完整性等級(ASIL)是基於三個變數:嚴重性、暴露機率,以及駕駛人的可控性。由於《ISO 26262 》假設車輛由人駕駛,因此並不直接適用於完全自動駕駛車輛。但隨著完全自動駕駛已列入汽車產業的發展藍圖,功能安全仍屬關鍵任務,而《ISO 26262 》標準也將持續演進。
實施ISO 26262 所面臨的挑戰包括:
複雜性:該標準內容非常詳盡,涵蓋的範圍極廣,因此難以完全理解並落實。
時間與成本:要符合該標準的要求,不僅可能耗時且成本高昂,還可能需要對現有的開發流程進行重大調整。
測試與驗證:確保系統符合標準的要求可能頗具挑戰性,因為這可能需要進行廣泛的測試與驗證。
風險評估:識別和評估潛在危害與風險可能相當困難,特別是在複雜系統中。
可追溯性:在整個開發過程中維持需求與設計決策的可追溯性可能相當困難,特別是在大型且複雜的專案中。
工具支援:標準的某些方面可能缺乏工具支援,導致難以將合規流程完全自動化。
專業知識:要具備充分落實該標準所需的專業知識與資源,可能是一項挑戰,因為這需要具備功能安全與汽車系統方面的專業知識。
採用《ISO 26262 》有助於確保在開發流程的初期階段便將汽車零組件的安全性納入考量。該標準提供了一個全面的框架,用於管理汽車零組件在整個生命週期中的安全性,從初步風險評估到最終報廢。透過遵循《ISO 26262 》,汽車製造商可確保其供應商符合安全標準,從而避免在生產過程中發生造成巨額損失的問題。
該標準考量到汽車電子系統中硬體與軟體整合程度日益加深的趨勢。該標準針對硬體與軟體的並行開發與測試提供了詳細的指引,並明確指出必須將兩者一併進行測試,方能達到最佳的安全性。此舉確保系統的各個面向皆能被納入考量並一併進行測試,從而促進更全面且徹底的功能安全方法。
| 效益 | 影響/理由 |
| 早期風險緩解 | 減少與安全相關的召回及現場故障 |
| 全面涵蓋安全生命週期 | 確保所有開發階段均符合安全目標 |
| 供應商安全保證 | 促進供應鏈各環節的一致性與問責制 |
| 促進硬體與軟體的整合 | 有助於管理現代汽車電子/電氣系統的複雜性 |
| 展現對安全的承諾 | 與監管機構、原始設備製造商(OEM)及消費者建立信任 |
ISO 26262 雖然法律並未強制要求,但許多汽車製造商和供應商仍遵循該標準,以展現其對安全的承諾,並提升產品的安全性。有時,客戶和監管機構可能會要求他們證明已遵循該標準。但即使沒有強制要求,這仍被視為良好的實務做法;遵循該標準不僅能提升汽車電子系統的安全性,更能向客戶、監管機構及終端使用者展現該公司對安全的承諾。
自 2011 年《ISO 26262》正式發布以來,我們便積極進行ISO 26262 合規性測試,並持續擴充產品組合中的相關文件。我們提供符合 ASIL B 及 D 級標準的現成 IP,以及測試自動化、模擬和 虛擬原型設計 ISO 26262 等服務,均已通過 ISO 26262 認證。關於基於模型的功能安全分析,以及在系統與物理層級進行的多物理場 模擬,請參閱 Ansys。 Ansys,隸屬於 新思科技,亦提供通過ISO 26262 認證的工具集(TCL),適用於功能安全分析與嵌入式軟體。
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