全國服務咨詢熱線：
15975429334
15975429334
ISO 26262-9:2018的第6章節對系統設計（ISO 26262-4）、硬件設計（ISO 26262-5）和軟件架構設計（ISO 26262-6）提出了“要素共存（Coexistence of Elements）"的要求。本文針對該概念進行詳細講述，探討“要素共存"的內在涵義，以及設計開發中針對其需要注意的地方。
級聯失效在討論“要素共存（Coexistence of Elements）"之前，先理解“級聯失效（Cascading Failure）"這個概念，ISO 26262-1:2018的3.17給出了“級聯失效（Cascading Failure）"的定義如下：
圖1：ISO 26262中對級聯失效的定義
（該截圖來源于ISO 26262-1:2018）
級聯失效（Cascading Failure）：在相關項里的一個要素的內部或外部的一個原因，導致了一個失效，然后該失效又引起了另一個要素（在相同、或不同相關項里）產生了一個失效。簡單理解地說：要素A產生了一個故障，該故障導致要素B產生了一個故障，這種情況就是級聯失效。
在產品開發過程中（以MCU為例子），其內部包括了多個不同功能和用途的IP（例如CUP、ADC、ROM、RAM、DMA、CAN、CLOCK等），盡管MCU內部要素分配的最高ASIL等級是D，但基于假設開發時某些非安全相關的QM功能也都按照ASIL D開發只會導致開發難度急劇上升、成本上漲。理想的結果是，上層安全需求是什么ASIL等級，分配到的IP/模塊就按各自分配的安全需求最高ASIL等級開發，如下圖所示。
圖2：安全需求分配給不同的要素
但是在開發過程中，由于某一個安全功能可能是由不同的IP組合來實現的，而且一個IP可能也需要承擔多個安全功能一部分，這就導致了IP跟IP之間存在了一些耦合的因素，例如IP之間共享內存、IP之間的通信，而且這種現象在開發過程中是幾乎無法避免的。例如圖2中IP_001和IP_002存在“交互"，在這里暫時先不關心“交互"的方式，先思考一個問題：這種“交互"會帶來什么問題？
結合第二節提及的“級聯失效（Cascading Failure）"，這里假設IP_002的存在某一個失效模式（開路、短路或卡滯），該失效可能會導致IP_001獲取到一個錯誤的輸入，從而違背了某一個安全需求，因此IP_001和IP_002之間存在級聯失效。
為了避免出現上述問題，ISO 26262提出了“要素共存（Coexistence of Elements）"的概念，目的就是為了防止較低ASIL等級要素或QM要素的失效，導致較高ASIL等級要素失效，若滿足這條原則，我們就叫滿足要素共存準則（Criteria for Coexistence of Elements）。
有了第三節的知識背景，理解“免于干擾（Freedom From Interference）"的概念就比較簡單了，先看ISO 26262對其的定義：
圖3：ISO 26262中對免于干擾的定義
（該截圖來源于ISO 26262-1:2018）
免于干擾（Freedom From Interference）：兩個及以上的要素之間不存在導致違背安全需求的級聯失效。例如，若經過分析，圖2中的IP_002不會導致IP_001產生違背安全需求的失效，則IP_001免于IP_002干擾。
因此，免于干擾（Freedom From Interference）和級聯失效（Cascading Failure），其實就是一回事。非要分出個所以然的話，我們可以這樣來理解兩者之間的關系：免于干擾（Freedom From Interference）表征的是不同要素之間的一種關系屬性，而級聯失效（Cascading Failure）表征的是一個要素受到另一個要素的影響結果。有時候，針對免于干擾的分析我們也叫FFI（Freedom From Interference的縮寫）分析，目的就是為了找出架構設計中的要素之間是否級聯失效（Cascading Failure）。
在進行FFI分析時，分析團隊應確定以下內容已經完成：
1) 考慮需要分析的安全需求；
2) 考慮需要分析的架構；
3) 已分配安全需求的架構要素及其子要素。
下面基于第3節的例子繼續討論，將不同ASIL等級的架構要素（IP或模塊）按相應等級分類，然后找到FFI的分析路徑，如圖4所示，圖中共顯示有三個分析路徑，即針對該要素中的子要素（IP_001~IP_003）進行FFI分析時，應考慮以下：
1) 分析路徑1：IP_002（ASIL B）對IP_001（ASIL D）的干擾；
2) 分析路徑2：IP_003（QM）對IP_002（ASIL B）的干擾；
3) 分析路徑3：IP_003（QM）對IP_001（ASIL D）的干擾。
圖4：識別FFI分析路徑
針對上述的分析路徑1，我們在第3節中已經假設IP_002會引起IP_001級聯失效。對此，在產品架構設計時，需要考慮從以下方面進行優化：
1) 源頭杜絕。例如，切斷IP_001和IP_002之間的傳播路徑；
2) 持續檢查。若上述傳播路徑是不可避免的，則需要對IP_002或傳播路徑進行周期性檢查，以確保IP_001正常執行安全功能；
3) 事后補救。最差的情況，如果“級聯失效（Cascading Failure）"無法避免，即上面兩種情況都不能實現，則應制定針對IP_001失效以后的處理機制，例如檢測到IP_001失效后進入安全狀態。
針對其他的分析路徑，若分析得出存在級聯失效（Cascading Failure）的可能，則同樣可按照上述方式進行設計優化。針對上述分析路徑1~分析路徑3中的“干擾"，將在下期內容《ISO 26262中的相關失效分析》進一步講述，如果得出這些干擾源。
廣電計量在汽車、鐵路系統產品檢測方面擁有豐富的技術經驗和成功案例，能為主機廠、零部件供應商、芯片設計企業提供整機、零部件、半導體、原材料等全面的檢測、認證服務，保障產品的可靠性、可用性、可維護性和安全性。
廣電計量擁有技術先進的功能安全團隊，專注于功能安全（包括工業、軌道、汽車、集成電路等領域）、信息安全和預期功能安全領域的專家，具有豐富的集成電路、零部件和整機功能安全實施經驗，可根據相應行業的安全標準為不同行業的客戶提供培訓、檢測、審核和認證一站式服務。
圖5：功能安全項目實施流程
掃一掃，關注微信電話
微信掃一掃
當前位置：