到底何為車規(guī)級(jí)MCU芯片？
“車規(guī)”的關(guān)注度正變得越來(lái)越高，但何為真正意義上的車規(guī)級(jí)芯片？市場(chǎng)聲音仍有些嘈雜，有的廠商通過(guò)AEC-Q100認(rèn)證就聲稱達(dá)到車規(guī)級(jí)，有的認(rèn)為還需要通過(guò)ISO 26262認(rèn)證。還有廠商宣稱自己通過(guò)了相關(guān)認(rèn)證，但實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，表現(xiàn)卻不達(dá)標(biāo)，又是什么原因？為何“車規(guī)”如此重要？車廠如此看重？對(duì)于以上問(wèn)題，下文會(huì)逐一介紹。
相對(duì)于其他消費(fèi)級(jí)工業(yè)電子元件，汽車電子元件需要面對(duì)更苛刻的外部工作環(huán)境，使用壽命要求更長(zhǎng)，可靠性和安全性要求更高。
“車規(guī)認(rèn)證”即是針對(duì)這些使用場(chǎng)景特點(diǎn)，對(duì)汽車芯片的生產(chǎn)流程和產(chǎn)品設(shè)定了相關(guān)認(rèn)證要求，滿足所有要求，才能通過(guò)“車規(guī)認(rèn)證”。而車規(guī)級(jí)芯片，是指完全滿足所有“車規(guī)認(rèn)證”要求，并通過(guò)第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證的汽車芯片。
那么，真正的車規(guī)級(jí)芯片到底要經(jīng)過(guò)哪些相應(yīng)的認(rèn)證？具體的指標(biāo)和維度有哪些？目前，業(yè)界較為通用的芯片車規(guī)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)主要有可靠性標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q系列、功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262。一般通過(guò)這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)定，才能稱為“車規(guī)級(jí)芯片”。
AEC-Q100：芯片前裝上車的“基本門檻”
AEC-Q系列是主要針對(duì)可靠性評(píng)估的規(guī)范，詳細(xì)規(guī)定了一系列的汽車電子可靠性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。其中，業(yè)內(nèi)普遍熟知的AEC-Q100是基于失效機(jī)理的集成電路應(yīng)力測(cè)試鑒定，是適用于車用芯片的綜合可靠性測(cè)試，也是汽車行業(yè)零部件供應(yīng)商生產(chǎn)的重要指南。通過(guò)AEC-Q100測(cè)試，能夠保障芯片長(zhǎng)期可靠能用，即不損壞。
通過(guò)AEC-Q100可靠性認(rèn)證試驗(yàn)條件，需要多輪驗(yàn)證且過(guò)程中更多側(cè)重多方協(xié)作（晶圓廠、封測(cè)廠等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的配合），周期一般比較長(zhǎng)。芯片設(shè)計(jì)廠商需要從產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就將可靠性要求放在非常高的優(yōu)先級(jí)，以確保產(chǎn)品滿足環(huán)境應(yīng)力加速驗(yàn)證、壽命加速模擬驗(yàn)證、封裝驗(yàn)證等方面的嚴(yán)格要求，這也要求芯片廠商要有足夠豐富的成功生產(chǎn)車規(guī)芯片的經(jīng)驗(yàn)，才能在前期每個(gè)環(huán)節(jié)中做到位，保障在認(rèn)證時(shí)滿足所有標(biāo)準(zhǔn)和要求。
ISO 26262：汽車供應(yīng)鏈的“準(zhǔn)入門票”
僅僅保障“能用”、“不損壞”顯然是不夠的，真正的“車規(guī)級(jí)芯片”需滿足對(duì)功能安全機(jī)制的考量和認(rèn)證，隨著智能駕駛/無(wú)人駕駛的逐步落地，越來(lái)越多的汽車零部件加強(qiáng)了對(duì)功能安全的需求，而ISO 26262則是全面規(guī)范汽車零部件以及芯片功能安全的基本規(guī)則。功能安全強(qiáng)調(diào)的是保障功能正常，不會(huì)出現(xiàn)突發(fā)問(wèn)題，能夠正常報(bào)警、安全執(zhí)行，是能力層面的保障。業(yè)內(nèi)對(duì)于功能安全的認(rèn)證較多使用ISO 26262《道路車輛功能安全》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。所以通過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，也已成為時(shí)下汽車供應(yīng)鏈廠商們的準(zhǔn)入規(guī)則。
ISO 26262除了關(guān)注控制隨機(jī)硬件失效外，還關(guān)注避免系統(tǒng)性失效的發(fā)生，系統(tǒng)性失效其實(shí)占到了“失效”的大部分，很多問(wèn)題都是由系統(tǒng)性失效造成的，其背后原因各有不同，可能是沒有遵照最佳實(shí)踐的一些準(zhǔn)則，或者沒有及時(shí)的進(jìn)行同行評(píng)審等。
ISO 26262功能安全認(rèn)證分為功能安全流程認(rèn)證和功能安全產(chǎn)品認(rèn)證，在汽車行業(yè)的開發(fā)流程中，需要先有流程做支撐，才能根據(jù)流程做出能達(dá)到流程標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。因此，要想開發(fā)出能通過(guò)ISO 26262認(rèn)證的產(chǎn)品，先得通過(guò)ISO 26262功能安全流程認(rèn)證。而只有通過(guò)這兩方面的認(rèn)證，才算是完全通過(guò)了ISO 26262功能安全認(rèn)證。
功能安全流程認(rèn)證專注于功能安全管理體系，產(chǎn)品必須按照通過(guò)認(rèn)證的流程開發(fā)，可有效避免產(chǎn)品的系統(tǒng)性失效，提升產(chǎn)品質(zhì)量，是針對(duì)流程的認(rèn)證。
功能安全產(chǎn)品認(rèn)證則更注重考察產(chǎn)品本身的安全架構(gòu)設(shè)計(jì)、安全特性及安全覆蓋范圍，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行危害分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并要求安全機(jī)制符合相應(yīng)功能安全等級(jí)（ASIL）要求，還需追加自我診斷等功能。
功能安全等級(jí)ASIL從低到高可分為A/B/C/D四個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高對(duì)安全性的要求越高，對(duì)開發(fā)流程和技術(shù)的要求也越嚴(yán)格，每個(gè)等級(jí)都有相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，需滿足這一等級(jí)所有標(biāo)準(zhǔn)要求，才算是通過(guò)了該等級(jí)的認(rèn)證。
方案介紹
基于飛思卡爾MCU的車窗升降、車門與座椅控制方案
方案簡(jiǎn)介
中央車窗（車門）模塊一般控制多個(gè)電機(jī) (例如，車窗升降、車鎖和后視鏡)，與座椅控制模塊十分相似。飛思卡爾豐富的MCU產(chǎn)品組合包括基于Power Architecture?的32位、基于S12的16位和基于S08的8位微控制器系列，滿足各種車門和座椅控制應(yīng)用的需求。同時(shí)，各種SBC和eXtreme開關(guān)可進(jìn)一步完善系統(tǒng)解決方案。分布式系統(tǒng)采用智能執(zhí)行器，將混合網(wǎng)絡(luò)模式的小型控制器件直接安裝在執(zhí)行器上。利用飛思卡爾16位S12 MCU平臺(tái)，分布式系統(tǒng)有助于減少ECU開發(fā)人員的設(shè)計(jì)工作量。這種智能分布式控制(IDC)產(chǎn)品采用單一封裝結(jié)合MCU與SBC功能、驅(qū)動(dòng)器和物理網(wǎng)絡(luò)接口(LIN 和/或CAN)，提供更為小型、可靠且經(jīng)濟(jì)高效的系統(tǒng)解決方案。
基于飛思卡爾MCU的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)方案
方案簡(jiǎn)介
防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)在緊急制動(dòng)情況下，有助于駕駛員的控制及汽車穩(wěn)定性。抱死車輪可以使汽車減速，但會(huì)失去轉(zhuǎn)向靈活性。ABS可以在施加最大制動(dòng)力的同時(shí)，避免‘轉(zhuǎn)向失控’。某些情況下，ABS對(duì)于縮短制動(dòng)距離作用不大，如在濕滑路面上行駛，但在深雪或沙石等路面上行駛時(shí)，可以明顯縮短行動(dòng)距離。ABS系統(tǒng)監(jiān)控四個(gè)車輪的傳感器，評(píng)估車輪是否發(fā)生打滑。 打滑可通過(guò)輪速與車速比來(lái)計(jì)算，這是一個(gè)根據(jù)四個(gè)車輪的速度連續(xù)計(jì)算的過(guò)程。制動(dòng)期間，控制系統(tǒng)通過(guò)電控電磁閥調(diào)整每個(gè)制動(dòng)器的液壓，盡可能保持車輪最大抓地能力，而不抱死車輪。在客車應(yīng)用中，大部分ABS組件往往安裝在加蓋的單一模塊中。
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