汽車電子領(lǐng)域的 ISO 26262 是國際公認(rèn)的汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn),旨在確保汽車電子電氣系統(tǒng)(E/E系統(tǒng))在生命周期內(nèi)實現(xiàn)功能安全,降低因系統(tǒng)故障導(dǎo)致的不可接受風(fēng)險。以下是關(guān)于 ISO 26262 的詳細(xì)解析:
一、ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)概述
起源與適用范圍
起源:基于 IEC 61508(工業(yè)功能安全標(biāo)準(zhǔn))開發(fā),專門針對汽車行業(yè)的 E/E 系統(tǒng)。
適用對象:總重不超過 3.5 噸的乘用車(如轎車、SUV),覆蓋從設(shè)計到報廢的全生命周期。
不適用對象:特殊用途車輛(如殘疾人車輛)、非 E/E 系統(tǒng)(機(jī)械、液壓系統(tǒng))以及研發(fā)早于標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的產(chǎn)品。
核心目標(biāo)
通過系統(tǒng)化的方法和流程,降低汽車電子系統(tǒng)因故障引發(fā)的風(fēng)險(如碰撞、制動失效)。
確保 E/E 系統(tǒng)在功能異常時能夠進(jìn)入安全狀態(tài)(Safe State),避免危害發(fā)生。
標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)
ISO 26262 分為 10 個部分,涵蓋功能安全的全流程管理:Part 1-2:定義與功能安全管理。
Part 3-7:從概念設(shè)計到硬件、軟件開發(fā)的詳細(xì)要求。
Part 8-10:支持過程、安全分析工具要求及導(dǎo)則。
二、核心概念與關(guān)鍵要素
功能安全(Functional Safety)
在特定操作條件下,系統(tǒng)能夠正確執(zhí)行規(guī)定的安全功能,防止不可容忍的風(fēng)險。
示例:當(dāng)自動駕駛系統(tǒng)檢測到傳感器故障時,自動減速并停在安全區(qū)域。
汽車安全完整性等級(ASIL)
QM(Quality Management):無安全需求(普通功能)。
A(低)→ D(高):D 級要求最嚴(yán)格(如安全氣囊、ABS 系統(tǒng))。
定義:根據(jù)危害的嚴(yán)重性(Severity)、暴露概率(Exposure)和可控性(Controllability)劃分風(fēng)險等級。
等級劃分:
ASIL 確定方法:通過 Hazard Analysis and Risk Assessment (HARA) 進(jìn)行量化分析。
V 型開發(fā)模型
系統(tǒng)級:需求分析 → 架構(gòu)設(shè)計 → 系統(tǒng)驗證。
硬件/軟件級:詳細(xì)設(shè)計 → 編碼 → 測試 → 驗證。
關(guān)鍵要求:所有開發(fā)活動需遵循 ASIL 等級對應(yīng)的開發(fā)流程(如 D 級需冗余設(shè)計)。
安全機(jī)制與技術(shù)
冗余設(shè)計:雙核鎖步(Lock-Step)架構(gòu)、多通道備份。
故障檢測與診斷:內(nèi)置自測試(BIST)、看門狗定時器。
安全監(jiān)控:實時監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài),觸發(fā)安全模式(如自動降速、停車)。
工具鏈可信度等級(TCL)
定義:開發(fā)工具(如 EDA 工具、仿真器)對功能安全的影響程度。
等級劃分:TCL1(最低)→ TCL3(最高)。
要求:高 ASIL 等級系統(tǒng)需使用高 TCL 工具(如 TCL3 級的 EDA 工具)。
三、ISO 26262 實施流程
階段劃分
概念階段:確定安全目標(biāo)(Safety Goals)和 ASIL 分級。
系統(tǒng)開發(fā):基于 V 型模型設(shè)計 E/E 系統(tǒng)架構(gòu)。
硬件/軟件開發(fā):滿足 ASIL 等級的詳細(xì)設(shè)計與驗證。
生產(chǎn)與操作:確保生產(chǎn)過程符合功能安全要求。
服務(wù)與報廢:安全相關(guān)的維護(hù)與退役流程。
關(guān)鍵活動
HARA(危害分析與風(fēng)險評估):識別潛在危害并劃分 ASIL。
安全需求分析:將安全目標(biāo)轉(zhuǎn)化為可驗證的硬件/軟件需求。
驗證與確認(rèn)(V&V):通過測試、仿真、代碼審查等手段確保安全需求達(dá)成。
變更管理:任何變更需重新評估對功能安全的影響。
認(rèn)證要求
裕芯電子:通過 ASIL-D 流程認(rèn)證,證明其開發(fā)體系符合國際標(biāo)準(zhǔn)。
芯華章 EDA 工具:通過 TCL3 認(rèn)證,支持高 ASIL 等級芯片開發(fā)。
流程認(rèn)證:企業(yè)需通過 ISO 26262 流程認(rèn)證(如 ASIL-D 認(rèn)證)。
產(chǎn)品認(rèn)證:最終產(chǎn)品需通過第三方機(jī)構(gòu)(如 TüV、DEKRA)的功能安全認(rèn)證。
案例:
四、實際應(yīng)用與挑戰(zhàn)
典型應(yīng)用場景
ADAS 系統(tǒng):自動緊急剎車(AEB, ASIL B/C)、車道保持(LKAS, ASIL B)。
動力總成:發(fā)動機(jī)控制單元(ECU, ASIL C/D)。
車身電子:車門控制、座椅調(diào)節(jié)(ASIL A/B)。
行業(yè)趨勢
智能化與電動化:自動駕駛、電池管理系統(tǒng)(BMS)對功能安全要求更高(ASIL D)。
工具鏈集成:EDA 工具、仿真平臺需支持 ISO 26262 的量化分析與驗證(如芯華章 GalaxSim)。
挑戰(zhàn)與解決方案
復(fù)雜性管理:高 ASIL 等級系統(tǒng)需平衡功能與安全冗余(如雙核鎖步設(shè)計)。
成本控制:通過自動化工具(如 TCL3 級 EDA)降低驗證成本。
跨部門協(xié)作:功能安全經(jīng)理需協(xié)調(diào)硬件、軟件、測試團(tuán)隊,確保流程一致性。
五、認(rèn)證與合規(guī)
認(rèn)證機(jī)構(gòu)
國際權(quán)威機(jī)構(gòu):TüV SüD、DEKRA、SGS 等。
中國認(rèn)證:中認(rèn)認(rèn)證、中檢集團(tuán)。
認(rèn)證流程
準(zhǔn)備階段:建立功能安全管理體系,定義 ASIL 等級。
實施階段:按 ISO 26262 要求開發(fā)與驗證產(chǎn)品。
審核階段:第三方機(jī)構(gòu)對流程、文檔、測試結(jié)果進(jìn)行審核。
發(fā)證階段:通過審核后頒發(fā)認(rèn)證證書(如 ASIL-D 體系認(rèn)證)。
合規(guī)性價值
市場準(zhǔn)入:OEM 供應(yīng)商需通過 ISO 26262 認(rèn)證方可進(jìn)入汽車供應(yīng)鏈。
法律合規(guī):符合歐盟、美國等地區(qū)的功能安全法規(guī)(如 EU 2018/858)。
品牌信任:提升消費者對產(chǎn)品安全性的信心(如天合智控通過 ASIL-D 認(rèn)證)。
六、總結(jié)
ISO 26262 是汽車電子功能安全的基石,通過系統(tǒng)化的開發(fā)流程、嚴(yán)格的 ASIL 分級和工具鏈支持,確保 E/E 系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境中實現(xiàn)安全運行。對于企業(yè)而言,遵循 ISO 26262 不僅是技術(shù)合規(guī)的要求,更是提升產(chǎn)品競爭力和市場信任的關(guān)鍵。隨著自動駕駛和電動化的推進(jìn),功能安全的重要性將持續(xù)增長,ISO 26262 的實施將成為行業(yè)標(biāo)配。