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概述 ARM 最近針對ARM Cortex-R5 處理器發(fā)布了內(nèi)含全套安全文件集的全新套件，主要面向汽車、醫(yī)療和工業(yè)行業(yè)的安全關(guān)鍵設(shè)計。隨著嵌入式系統(tǒng)中安全功能變得越來越重要，尤其是在動力系統(tǒng)、底盤和 ADAS（先進駕駛輔助系統(tǒng)）等汽車電子控制應(yīng)用，這項安全套件的開發(fā)宗旨在于為選用基于 Cortex-R5 解決方案的客戶減輕功能安全認證流程負擔(dān)，進而提高 ARM 的競爭地位。 分析 ISO 26262 汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn) ARM 自 2000 年率先為芯片合作伙伴供貨生產(chǎn) ABS（汽車防抱死制動系統(tǒng)）以來，一直致力于在處理器設(shè)計中開發(fā)故障檢測和控制方面的功能安全要求。但是，隨著汽車行業(yè)推出了 ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)，人們對于該標(biāo)準(zhǔn)的實施給 IC（集成電路）和控制系統(tǒng)供應(yīng)商帶來的全新挑戰(zhàn)倍感擔(dān)憂。自 2011 年 11 月首次官方發(fā)布以來，該標(biāo)準(zhǔn)愈趨成熟，越來越多企業(yè)對于進軍 ADAS 應(yīng)用市場領(lǐng)域感到興趣，這讓 ARM 意識到必須針對 Cortex-R5 處理器開發(fā)全新的安全套件，以幫助芯片合作伙伴及其客戶滿足 ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)的要求。 • 盡管 ISO 26262 提供了有關(guān)如何在系統(tǒng)、硬件和軟件層面，針對功能安全管理和規(guī)范產(chǎn)品開發(fā)的指南，但是它并未闡述設(shè)計中所需要的控制和檢測功能。 • 現(xiàn)有芯片合作伙伴已針對應(yīng)該如何構(gòu)建此安全功能提出了要求，并且在安全套件的早期開發(fā)過程中發(fā)揮了重要作用。ARM 擁有大量用于開發(fā)安全套件的設(shè)計庫和調(diào)試功能。 • 對于剛剛涉足不斷增長的ADAS 領(lǐng)域、但卻缺乏在設(shè)備中實施功能安全經(jīng)驗的芯片合作伙伴，透明化的知識產(chǎn)權(quán) （IP）是相當(dāng)必要的組件。包括最近從富士通半導(dǎo)體公司收購了汽車微控制器業(yè)務(wù)的Spansion飛索半導(dǎo)體也已經(jīng)從ARM的安全套件獲益。 • 此外，盡管之前的 Cortex-R4 具備一些故障保護和控制功能，但要開發(fā)出基于Cortex-R5的安全套件，仍需要其他的安全相關(guān)功能，比如保持最終系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完整性。 安全套件中用于增強 Cortex-R5 功能安全認證的新功能包括： • 文件集——針對安全管理、要求管理、勘誤管理和培訓(xùn)。如果芯片合作伙伴沒有通過安全套件的處理審計跟蹤，他們就算完成設(shè)備開發(fā)，也幾乎無法達到 ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)。 • 故障檢測和糾正——例如，錯誤糾正、內(nèi)存糾正、雙核鎖步、中止模式和系統(tǒng)錯誤故障遏制。 • 安全手冊——失效模式與效應(yīng)分析中包含了處理器邏輯中失效模式的定性分析、對處理器行為的失效效應(yīng)以及定量硬件指標(biāo)的示例；“開發(fā)接口報告”清晰地闡述了芯片合作伙伴的工程師應(yīng)當(dāng)如何管理 ARM 交付內(nèi)容以及對他們的期望。 • 借助安全套件，芯片合作伙伴可以將此整合信息用于支持設(shè)計概念和決策，并支持設(shè)備的功能安全評估（請參閱圖示 1）。 • 同時，預(yù)計在未來 ARM 處理器產(chǎn)品中，將開發(fā)出更多全新的功能安全特性。 靈活的策略利于擴大實施范圍 除了符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的要求，安全套件的另一個目的是實現(xiàn)汽車系統(tǒng)開發(fā)的靈活性和模塊化。ARM功能安全方法的基本核心開發(fā)考慮到了可應(yīng)用于所有行業(yè)部門，并非僅限汽車領(lǐng)域。 • 這一策略并不針對特定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此基本核心功能可以輕松用于開發(fā)其他的安全套件，包括符合醫(yī)療行業(yè)的 IEC 62304 標(biāo)準(zhǔn)、航空行業(yè)的 DO 178 和 DO 254 標(biāo)準(zhǔn)或者鐵路行業(yè)的 EN 5012x 標(biāo)準(zhǔn)等等。 • 芯片合作伙伴參與開發(fā)和銷售面向各個工業(yè)行業(yè)的 IC 和 SoC（系統(tǒng)級芯片），并非僅面向汽車行業(yè)。 • 德州儀器安全微控制器部門總經(jīng)理 Norbert Asche 指出，“功能安全技術(shù)逐漸開始應(yīng)用在底層的抽象設(shè)計中。利用ARM的功能安全設(shè)計方法并搭配Cortex-R5核心，就能在汽車、醫(yī)療保健與工業(yè)市場，為我們的客戶減輕安全認證的負擔(dān)。德州儀器的 Hercules TMS570LC4x 和 RM57x Safety MCU 均采用 ARM Cortex-R5 核心�！� • 隨著 ADAS 的競爭愈趨激烈，新的競爭者進入該領(lǐng)域?qū)㈤_發(fā)全新的應(yīng)用，如車后橫越交通警示系統(tǒng)。在全新 ADAS 功能開發(fā)完成后，它們預(yù)計能基于安全套件核心，符合 ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)要求，無需重復(fù) ARM 已執(zhí)行的功能安全開發(fā)工作。 • 安全套件還可以涵蓋所有級別的 ASIL（汽車安全完整性等級），囊括要求低等級功能安全 ASIL-A 的應(yīng)用到要求高等級功能安全 ASIL-D 的應(yīng)用。ASIL-D 并不局限于 ADAS 應(yīng)用，包括其他安全關(guān)鍵型系統(tǒng)，例如 EPS（電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）均被視為需要 ASIL-D 等級的功能安全。 圖示 1 ARM 安全套件設(shè)計集成 
資料來源：ARM 意義 這項安全套件并非 ARM 提供的一次性產(chǎn)品，而是在其所有處理器中實現(xiàn)功能安全的新戰(zhàn)略起點，并且將進一步融入其業(yè)務(wù)，持續(xù)強化。ARM 的未來計劃是將其安全套件推向其他產(chǎn)品，如 Cortex-A 和 Cortex-M 系列處理器。 • 正如 Strategy Analytics 發(fā)布的報告“自主車輛：演變式部署 - 革新性成果？”中所述，Cortex-A 系列因具備高性能功能而已被用于無人駕駛系統(tǒng)的概念。無人駕駛系統(tǒng)所要求的組件和系統(tǒng)需亞具備可靠性和冗余度，以減輕用戶對于系統(tǒng)故障以及由此產(chǎn)生的碰撞風(fēng)險帶來的法律恐懼感，因此，隨著更多無人駕駛概念的開發(fā)，安全套件將受到高度關(guān)注。Cortex-M 處理器則用于開發(fā)更多經(jīng)濟高效的 ADAS 應(yīng)用。 • ARM 同步發(fā)布了關(guān)于推出安全套件的白皮書和新聞稿。該公司還將舉辦一系列的演講，向業(yè)界闡述安全套件，并發(fā)布更多白皮書。 • 該公司同時增聘了功能安全經(jīng)理，負責(zé)監(jiān)管該策略、并對外教育、宣傳功能安全要求。 隨著汽車行業(yè)需要不斷整合功能安全設(shè)計管理、而對于關(guān)鍵增長控制領(lǐng)域認證也持續(xù)攀升、競爭日趨激烈以及要求不同汽車應(yīng)用之間保持設(shè)計靈活性，這些因素都將促使ARM的處理器范圍的業(yè)務(wù)定位逐漸增強。 ARM 在安全套件的開發(fā)投入體現(xiàn)了該公司對于汽車行業(yè)所做的承諾，以及該公司愿意與其半導(dǎo)體合作伙伴開展合作、并向他們學(xué)習(xí)來服務(wù)于快速發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域（如 ADAS），以此強化對客戶的支持。由于安全套件也可以應(yīng)用于其他安全標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計，ARM 還將利用其在功能安全方面的經(jīng)驗，以拓展其他行業(yè)部門的業(yè)務(wù)。 在贏得新設(shè)計采用的部分，產(chǎn)品支持生態(tài)系統(tǒng)（如安全套件）的重要性并不低于處理器本身。這個模式將使 ARM 贏得更多新業(yè)務(wù)，例如獲取Spansion飛索半導(dǎo)體的業(yè)務(wù)，并可以抵御其他競爭者在汽車行業(yè)的增長，例如，在向 Mobileye 供貨方面超過了 MIPS，在信息娛樂系統(tǒng)方面超過了英特爾和高通。 |
