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關(guān)于MCU的安全狀態(tài)和系統(tǒng)的安全狀態(tài)

2019-08-17 11:50:38·  來源：IND4汽車人  
　
開發(fā)的功能安全控制器的主控制芯片MCU，其安全狀態(tài)與系統(tǒng)的安全狀態(tài)怎樣配合在一起，需要考慮哪些因素？首先明確MCU通常定義的5種安全狀態(tài)中除去正常運(yùn)行狀態(tài)，
開發(fā)的功能安全控制器的主控制芯片MCU，其安全狀態(tài)與系統(tǒng)的安全狀態(tài)怎樣配合在一起，需要考慮哪些因素？
首先明確MCU通常定義的5種安全狀態(tài)中除去正常運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生故障或失效時，MCU進(jìn)入另外4種安全狀態(tài)的某種時，開發(fā)人員需要保證整個系統(tǒng)能夠進(jìn)入系統(tǒng)的安全狀態(tài)。
為了系統(tǒng)安全狀態(tài)與MCU安全狀態(tài)能夠匹配在一起,可以通過以下步驟分析并開發(fā)：
步驟一：首先確定MCU在各故障或失效情況下需要進(jìn)入哪種MCU安全狀態(tài)
1）MCU的安全手冊上面定義了相應(yīng)的安全機(jī)制來處理MCU內(nèi)部的故障或失效，這些機(jī)制的描述里面會有推薦采用哪種處理方式，優(yōu)先采用推薦方式（比如當(dāng)檢測到供電電壓過低時MCU復(fù)位；或者M(jìn)CU檢測到內(nèi)部錯誤通過專門的故障指示引腳對外指示內(nèi)部錯誤信號）。
2）對于安全狀態(tài)可選的MCU內(nèi)部故障或失效，先設(shè)為待定；
步驟二：匹配系統(tǒng)安全狀態(tài)與MCU安全狀態(tài)
利用FMEA分析的方式，分析步驟一里面MCU不同的故障和失效發(fā)生時，在系統(tǒng)層面會引發(fā)的系統(tǒng)失效是怎樣的，并根據(jù)設(shè)定的安全目標(biāo)來反過來驗證MCU進(jìn)入的安全狀態(tài)是否能夠保證系統(tǒng)也能進(jìn)入安全狀態(tài)。這里分情況討論：
1）對于采用MCU安全手冊里給明的要進(jìn)入的安全狀態(tài)，此時主要檢查系統(tǒng)設(shè)計，確認(rèn)MCU的安全狀態(tài)進(jìn)入并保持時，系統(tǒng)能夠進(jìn)入系統(tǒng)安全狀態(tài)并保持；
2）對于步驟一的第二種情況，先看失效在系統(tǒng)層面的影響——>結(jié)合系統(tǒng)安全目標(biāo)——>選定MCU需要進(jìn)入的安全狀態(tài)——>進(jìn)一步檢查系統(tǒng)機(jī)制設(shè)計是否能夠保證不違反安全目標(biāo)；如不滿足，則需要考慮更改系統(tǒng)層設(shè)計。
舉例：比如MCU發(fā)生內(nèi)存隨機(jī)錯誤，導(dǎo)致軟件輸出的控制指令異常，此時可以采用的MCU安全狀態(tài)有：對外報告錯誤、復(fù)位、斷電或關(guān)閉MCU所有輸出及通訊功能。
此時要看發(fā)生錯誤時控制指令輸出異常會不會導(dǎo)致嚴(yán)重的系統(tǒng)故障并違反安全目標(biāo)，比如電動助力轉(zhuǎn)向EPS的助力電機(jī)控制指令發(fā)生異常潛在會導(dǎo)致嚴(yán)重問題，應(yīng)對這種情況，一個合適的MCU安全狀態(tài)選擇是對外報告錯誤并切斷MCU的指令輸出，并在系統(tǒng)層面上保證此時助力電機(jī)不工作。
步驟三：檢查并確認(rèn)系統(tǒng)的FTTI， L-FTTI指標(biāo)能夠滿足
由于MCU探測到自身故障并驅(qū)動進(jìn)入MCU安全狀態(tài)，再到系統(tǒng)進(jìn)入其安全狀態(tài)，整個過程需要一定的時間。該步驟就是要保證針對單點(diǎn)失效，從MCU發(fā)生故障到系統(tǒng)進(jìn)入其安全狀態(tài)耗時在系統(tǒng)FTTI之內(nèi)。而針對潛在故障，相應(yīng)指標(biāo)也能滿足在L-FTTI內(nèi)。
完成上面三個步驟，基本上可以做到MCU故障或失效進(jìn)入的MCU安全狀態(tài)與系統(tǒng)安全狀態(tài)之間匹配，從而指導(dǎo)開發(fā)人員依據(jù)MCU手冊來實現(xiàn)MCU的安全機(jī)制，并且和系統(tǒng)層面的安全機(jī)制結(jié)合在一起。 
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