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汽车如何确保安全,为什么需要测试和监控?

TechSugar 编者前言:

特斯拉又双叒降价了,却是在日本和美国;如特斯拉大中华区总裁朱晓彤所说:在中国,“随着技术的发展,特斯拉的价格还会越来越低。”不过,特斯拉质量问题频发,也是不争的事实。如新华网所云:“车辆安全始终是第一位的,产品质量终究是前提。”

造车新势力所缺少的或许正是百多年来经过历史检验的漫长的系统工程——测试和验证。今天的汽车电气/电子系统越来越多,而元件小型化导致对电应力的敏感性不断增加,防止器件中断和潜在或灾难性的故障已成为汽车应用的一大挑战。因此,除了传统的测试,一些新的测试方法也应运而生。

我们期望,主机厂有动力和能力制造一辆安全的汽车,以致其声誉不会受损,召回也就没有必要了。

文|BRYON MOYER

来源|Semiengineering

编译|立厷

随着汽车电气化进程,在制造过程的最后阶段对新车进行彻底的测试已经不够。安全标准现在要求在现场进行测试,如果测试失败,应制定应急计划。事实上,汽车半导体供应链对专门针对系统内(in-system)监控的设计功能有明确要求。而所谓监控包括结构测试和性能监控两部分。

安全机制必须包括汽车运行期间执行测试的计划。虽然启动和关闭是触发测试的重要事件,但有些必须在车辆运行时进行。在任何标准中都没有明确规定执行什么,但这样的计划必须是安全机制的一部分,也是认证过程的一部分。

为什么需要测试和监控?

每次有车辆上路,都有发生危险的可能。ISO 26262标准规定了如何确保安全的一般要求,与大多数电子系统不同的是,它包括对车辆寿命进行定期芯片测试。西门子EDA汽车IC测试解决方案经理Lee Harrison说:“纵观整个领域,我们已经进行了多年的结构测试。最近,我们开始在系统内这样做。”

对于车辆中的某些系统,这一点至关重要。Advantest汽车业务开发经理Fabio Pizza说:“ISO 26262标准要求在汽车的整个生命周期内,通过自检定期检查批量生产的车辆中电气和/或电子系统的功能安全性。”

进行这种测试的三个主要理由是:

测试遗漏是一个事实。“在70年代、80年代和90年代,如果你的良率是98%,就会有百万分之一的器件是不可接受的,”KLA战略合作高级主管Jay Rathert说。

需要定期确保自上次运行测试以来,车辆没有任何变化。

即使没有任何破坏性事件,老化也会影响车内的电子设备。因此,测试机制需要关注性能,以发现任何芯片老化,并确保持续安全运行。

一个器件最低水平的具体性能或老化程度取决于器件之间可能发生的变化。不同的器件会有不同的操作,测试和可靠性统计数据可能会,也可能不会准确地反映特定的器件。

个人拥有汽车的时代——长时间停放、上下班用、临时外出——行将结束。Rathert说:“我们正朝着24/7汽车的方向发展,汽车将被用于共享,这将彻底改变汽车的磨损模式。”

应该运行什么类型测试?

ISO 26262没有规定必须运行的特定测试。相反,它更笼统地谈到“安全机制”,由开发团队、Tier 1和主机厂来商定。这使他们能够灵活地使用其认为最有效的工具,并在出现新想法时融入其中。Synopsys数字设计部门产品营销总监、功能安全从业者Robert Ruiz说:“有逻辑测试和内存测试,但也可能是其他类型的标准逻辑、看门狗、传感器或监视器。”

运行期间安全检查的两个主要机制是测试和监控。测试与制造流程中的测试基本相同,可能有一些修改或添加。其目的是寻找结构性问题。另一方面,监控关注的是性能,旨在寻找安全可能在不久的将来受到威胁的任何异常或其他迹象。

测试和监控都可以将结果传送到云。但通常情况下,测试失败会导致在没有云帮助时在车内立即采取行动。与此同时,监控数据可能会被传输到云端进行分析和跟踪。虽然该车将有许多其他专用传感器组件向云端发送数据,但这些组件正在监视特定的更高级别的汽车参数。相比之下,片内监视器可监视电路。两者都很重要,但处理和管理方式可能不同。

proteanTecs汽车总经理Gal Carmel说:“监控允许车辆和云之间的计算协同作用,实现云上的实时决策和数据分析。系统评估边缘电子设备的完整性,并相应地将相关数据传输到云端,以便进行预测性和规范性诊断。这不仅可以延长系统的使用寿命,还允许快速进行根本原因分析和OTA调试。”

系统反应和云分析监控架构

不是所有的监视器都一样。“我们有两种显示器,”Harrison解释说。“我们有被动监视器,只是用来收集数据。还有反应监视器,如果我们真的发现了一些意想不到的事情,那么像巴士哨兵这样的东西可以完全关闭车辆。”

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