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智能汽車車用基礎(chǔ)軟件平臺關(guān)聯(lián)技術(shù)
隨著技術(shù)的發(fā)展，在未來的汽車架構(gòu)中，很多電子模塊的功能將向域控制器集中和轉(zhuǎn)移，車載以太網(wǎng)作為骨干網(wǎng)，需提供高速車內(nèi)通信，這就需要引入新的信息安全方法，即下一代硬件安全模塊 HSM，且因下一代 HSM 可將多應(yīng)用程序功能與實(shí)時(shí)通信結(jié)合在一起，HSM 正在成為電子模塊的中心組件。HSM 結(jié)構(gòu)框圖如圖 4.6-2 所示。
圖4.6-2 HSM結(jié)構(gòu)框圖
3. 功能安全支持
功能安全是汽車研發(fā)中的關(guān)鍵要素之一，功能安全的標(biāo)準(zhǔn)不僅用于輔助駕駛，也應(yīng)用于車輛的動態(tài)控制和涉及安全工程領(lǐng)域的主動安全系統(tǒng)。
在開發(fā)過程中，針對應(yīng)用場景以及芯片的安全目標(biāo)，進(jìn)行針對性的安全機(jī)制設(shè)計(jì)來提升診斷覆蓋率。在 MCU 系統(tǒng)中，針對功能安全提升診斷覆蓋率的常規(guī)技術(shù)方案如下（不代表全部）：
(1) 內(nèi)核鎖步
內(nèi)核鎖步（Lockstep）是實(shí)現(xiàn)高診斷覆蓋度（檢測錯(cuò)誤發(fā)生的能力）的一種方法。兩個(gè) core 同時(shí)運(yùn)行相同的代碼，并周期性比較兩個(gè) core 的計(jì)算結(jié)果，若相同，則繼續(xù)運(yùn)行，否則，重新運(yùn)行產(chǎn)生不同結(jié)果的代碼再檢查或重啟。該技術(shù)可以保持 2 個(gè) CPU 指令的精確同步，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行相同的指令， 一旦發(fā)現(xiàn)任何錯(cuò)誤，系統(tǒng)可以立即實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)或重啟。鎖步模塊的框圖如圖 4.6-3 所示。
圖4.6-3 鎖步模塊框圖
鎖步模塊不僅需具備鎖步監(jiān)控功能，還需要具備鎖步自檢功能，通過鎖步自檢功能可以檢查鎖步模塊本身是否存在功能性失效問題。鎖步自檢功能的實(shí)現(xiàn)框圖如圖 4.6-4 所示。
圖4.6-4鎖步自檢功能的實(shí)現(xiàn)框圖
(2) 系統(tǒng)控制單元 (SCU)
系統(tǒng)控制單元由一組子模塊構(gòu)成，用于控制各種系統(tǒng)功能，包括：復(fù)位控制單元、安全看門狗、CPU 看門狗、外部觸發(fā)單元、緊急停止模塊、陷阱處理單元、LBIST 控制模塊以及部分系統(tǒng)控制相關(guān)寄存器組等。這些子系統(tǒng)共享一個(gè)總線接口，系統(tǒng)控制單元是實(shí)現(xiàn)芯片功能安全目標(biāo)的關(guān)鍵模塊。
(3) 時(shí)鐘監(jiān)控
時(shí)鐘監(jiān)控模塊是對MCU 系統(tǒng)使用的外部時(shí)鐘進(jìn)行監(jiān)控，通常采用一個(gè)內(nèi)部低頻時(shí)鐘進(jìn)行驅(qū)動（32KHz 內(nèi)部低頻時(shí)鐘），時(shí)鐘故障檢測模塊通過使用內(nèi)部時(shí)鐘清除內(nèi)部檢測時(shí)鐘的采樣值的方式，來監(jiān)控外部時(shí)鐘的工作。
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