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作者：Arm 隨著(zhù)消費者對更安全、更智能且高度網(wǎng)聯(lián)的汽車(chē)需求日益增長(cháng)，汽車(chē)行業(yè)正經(jīng)歷快速變化。同時(shí)，由于自動(dòng)駕駛、電動(dòng)汽車(chē)以及先進(jìn)駕駛輔助系統 (ADAS) 的興起，汽車(chē)系統的整體復雜性顯著(zhù)增加。行業(yè)必須應對這些新的安全挑戰，在提供優(yōu)質(zhì)駕駛體驗的同時(shí)確保最終用戶(hù)的安全。 什么是功能安全? 功能安全對于確保系統在響應輸入時(shí)能夠正確運行至關(guān)重要，尤其在汽車(chē)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。它通過(guò)采用嚴格的流程和標準，在降低殘余風(fēng)險方面發(fā)揮了重要作用。這一機制確保了系統在各種條件下能夠安全運行，包括防止因車(chē)輛中電子電氣 (E/E) 系統故障而導致不可接受的風(fēng)險。 功能安全的目標是確保車(chē)輛能夠正確處理輸入信息，從而防止故障并保障乘客安全。為達成此目標，必須遵循以下關(guān)鍵原則，以便在汽車(chē)行業(yè)中構建功能安全的產(chǎn)品。 汽車(chē)功能安全的首要考慮因素 • 構建正確的安全設計 在為產(chǎn)品構建安全設計時(shí)，必須滿(mǎn)足嚴格的安全要求和目標，以減少潛在危險。關(guān)鍵設計考慮因素包括實(shí)施冗余、多樣性、軟件測試庫 (STL) 執行以及安全狀態(tài)設計，以確保系統的可靠性。Arm 最新的汽車(chē)增強 (AE) 產(chǎn)品組合提供可擴展的定制化解決方案，以滿(mǎn)足特定的安全要求。 • 符合標準 基于目標解決方案的產(chǎn)品必須符合相關(guān)法規和安全標準。例如，ADAS 解決方案應遵守 UNECE GSR 以及 ISO 26262、ISO 21448 (SOTIF) 和 ISO 21434 等標準，以確保功能安全與信息安全之間的關(guān)聯(lián)性。 從 Arm AE 產(chǎn)品角度來(lái)看，符合 ISO 26262 標準對于汽車(chē)生命周期安全至關(guān)重要，是支撐合作伙伴解決方案的基石。Arm 的安全就緒解決方案采用“安全優(yōu)先”的方法進(jìn)行設計，結合先進(jìn)的安全機制和全面的安全包來(lái)幫助合作伙伴滿(mǎn)足 ISO 26262 標準。 
• 風(fēng)險管理 為了構建功能安全系統，必須從整車(chē)層面進(jìn)行風(fēng)險分析，以執行危害分析與風(fēng)險評估 (HARA) 以及失效模式與影響分析 (FMEA)。這些系統分析工具有助于開(kāi)發(fā)穩健的系統和組件，其中一些對于 Arm AE 處理器尤為關(guān)鍵，包括 Arm Cortex-A 和 Cortex-R 系列處理器。 • 驗證和確認 嚴格的測試至關(guān)重要，包括硬件在環(huán) (HIL) 和軟件在環(huán) (SIL) 仿真。為實(shí)現這一目標，Arm 及其合作伙伴積極構建虛擬平臺，以提早開(kāi)展軟件開(kāi)發(fā)，從而縮短開(kāi)發(fā)周期，并確保能夠在各種車(chē)型上實(shí)現可擴展的再部署。 • 供應商管理 整車(chē)廠(chǎng)與一級供應商之間的高效溝通至關(guān)重要。Arm 生態(tài)系統涵蓋了與汽車(chē)行業(yè)領(lǐng)導者的合作，確保各方能夠順暢地獲取必要的工具、資源和專(zhuān)業(yè)知識，從而實(shí)現高效的供應商管理。 • 生命周期管理 推行安全文化和實(shí)施持續改進(jìn)流程對于維持高安全標準不可或缺。Arm Flexible Access 方案使整車(chē)廠(chǎng)和一級供應商能夠以經(jīng)濟高效的方式評估不同的 IP 計算平臺，從而更明智地選擇供應商提供的系統級芯片 (SoC)。 • 文檔記錄和可追溯性 保存詳盡的文檔并確保安全要求的可追溯性是關(guān)鍵所在。借助 Arm 的合作伙伴計劃，Arm 提供全面支持，并通過(guò)行業(yè)領(lǐng)先的安全解決方案，助力實(shí)現功能安全合規，以支持 Arm AE 產(chǎn)品組合。 • 為合適的用例選擇對的技術(shù) 功能安全要求因用例而異。自動(dòng)駕駛系統要求達到 ASIL D 完整性等級，而重要性低一些的系統可能只需達到 ASIL B 等級。Arm 參考設計 RD-1 AE (Arm Reference Design-1 AE) 面向汽車(chē)領(lǐng)域，提供高性能 Arm Neoverse V3AE CPU 和基于 Cortex-R82AE 的安全島，可實(shí)現額外的安全監測。Cortex-R82AE 處理器滿(mǎn)足 ASIL D 要求，具有高可靠性。 選擇合適的技術(shù)是極其必要的。Arm 提供針對不同安全需求量身定制的計算解決方案。Cortex-R 處理器專(zhuān)為安全島和實(shí)時(shí)汽車(chē)應用設計，而 Cortex-A 處理器可處理復雜的計算任務(wù)，例如利用分核、鎖步和混合模式的自動(dòng)駕駛功能。 • 軟件的重要作用 軟件對于優(yōu)化汽車(chē)行業(yè)的功能安全和確保出色的駕駛體驗至關(guān)重要。Arm STL 提供全面的測試和驗證工具來(lái)增強汽車(chē)應用的安全性。這些庫可幫助開(kāi)發(fā)者確保他們的軟件符合汽車(chē)行業(yè)的嚴格安全標準。 Arm 的功能安全運行時(shí)系統 (FuSa RTS) 是一套經(jīng)過(guò)認證的軟件組件，可減少在各種嵌入式應用中實(shí)現最終安全認證所花費的時(shí)間和精力。該系統包括一個(gè)穩健的實(shí)時(shí)操作系統 (RTOS)、一個(gè)獨立的處理器抽象層和一個(gè)由 Arm 架構專(zhuān)家針對 Cortex-M 處理器高度優(yōu)化且驗證過(guò)的 C 語(yǔ)言代碼庫。它針對功能安全編譯器和 Arm 的嵌入式工具鏈 Arm Keil MDK 的原生使用進(jìn)行了優(yōu)化。 此外，Arm 依托龐大的合作伙伴生態(tài)系統（包括 SOAFEE 成員）來(lái)構建功能安全和汽車(chē)安全軟件應用。SOAFEE （面向嵌入式邊緣的可擴展開(kāi)放架構）是由 Arm 牽頭成立的一項將汽車(chē)行業(yè)與軟件行業(yè)相結合的計劃，旨在讓人工智能 (AI) 軟件定義汽車(chē)成為現實(shí)。SOAFEE 打造了一個(gè)全新的軟件解決方案生態(tài)系統，通過(guò)實(shí)現軟件一致性來(lái)為芯片開(kāi)發(fā)和部署進(jìn)程提供支持，這對于將在 2025 年推出的 Arm 汽車(chē)計算子系統 (CSS) 至關(guān)重要。 Arm 平臺是未來(lái)汽車(chē)安全的基石 隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)的持續創(chuàng )新，功能安全的重要性只會(huì )不斷提升。新的 Arm AE 處理器基于 Armv9 架構，為汽車(chē)應用帶來(lái)了服務(wù)器級別的性能和先進(jìn)的安全功能，確保未來(lái)的汽車(chē)能夠滿(mǎn)足日益增長(cháng)的自動(dòng)化和網(wǎng)聯(lián)化需求。Arm AE 處理器靈活高效，可將安全關(guān)鍵型計算任務(wù)的效率提高多達 30%，為未來(lái)的汽車(chē)創(chuàng )新奠定了堅實(shí)的基礎。 30 多年來(lái)，Arm 一直是汽車(chē)行業(yè)安全計算領(lǐng)域值得信賴(lài)的領(lǐng)導者。Arm AE 產(chǎn)品組合為 Arm 的合作伙伴提供了一組豐富的選項，無(wú)論解決方案中不同處理單元的定位是達到 ASIL B 等級還是具備完整的 ASIL D 功能，都能滿(mǎn)足需求。此外，憑借完善的生態(tài)系統，Arm 正在打造全棧軟件解決方案，運行在最新的 Arm AE 產(chǎn)品上，涵蓋眾多汽車(chē)應用，包括區域控制、車(chē)載信息娛樂(lè ) (IVI)、ADAS 和自動(dòng)駕駛系統 (ADS)。再結合 Arm 的配套軟件（包括 STL 和 SystemReady），可實(shí)現廣泛的功能安全特性，并針對汽車(chē)計算系統所需的安全功能優(yōu)化性能、功耗和面積 (PPA)。憑借軟件和硬件創(chuàng )新的強大組合，Arm 平臺將為現在和未來(lái)的汽車(chē)安全保駕護航。 |
