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车规SerDes如何实现功能安全:慷智的三重方案

车规SerDes如何实现功能安全:慷智的三重方案 慷智集成电路
2024-03-11
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导读:车规SerDes芯片开发设计通过三重方案,实现系统级功能安全。

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在自动驾驶辅助系统(ADAS)等应用领域至关重要的一个课题是功能安全。实现功能安全,须遵循一系列相关功能安全标准规范。


例如,与数字仪表盘相关的ADAS应用中重要的功能安全目标之一是确保显示屏为驾驶员提供清晰的视觉信息的同时保持稳定运行。若车辆运行期间,显示屏图像出现冻结或遗漏关键视觉信息,可能导致设备失效并对驾驶员构成潜在危险


目前,汽车电子/电气系统的功能性安全主要依据ISO 26262标准汽车安全完整性等级(ASIL)进行管理。ASIL标准对汽车电子/电气系统中固有的安全风险进行了分类,主要关注发生故障时,对驾驶员和其他道路使用者造成的影响。因此,ASIL基于严重性、可观察性和可控性来评估,共分为四个等级:ASIL A、ASIL B、ASIL C和ASIL D,其中ASIL D是最严格的。



诸如仪表盘、汽车电子后视镜(CMS)以及车载抬头显示(HUD)等ADAS应用场景的功能安全目标通常需达到ASIL B等级。



慷智集成电路(上海)有限公司致力于提供自主研发的车载高速音视频数据传输串行解串器(SerDes)。通过将数据源端(如摄像头或视频处理器)产生的视频信号传输至接收端(如显示屏),在同一线缆的反向信道上同步传输控制或触摸数据,实现视频信息与控制信号的高效传输。




该芯片系列的设计开发遵循了由ISO26262标准所定义的、专门针对符合汽车功能安全应用而定制的严格的设计开发流程。这意味着设计开发过程中不仅需要实现功能安全要求,还必须向第三方独立认证机构展示对应的凭证,方可通过认证。为此,慷智在常规的芯片开发流程基础上增加了流程,以确保合规证据得以正确地创建、归档和论证。




慷智的车规级SerDes芯片设计遵循ISO26262标准,通过以下三套方案,实现系统层面的功能安全,有效预防系统性故障,并确保在面对随机故障时,所有相关的安全存档都能被及时调用。

01
安全启动(Safe Start-Up)

所有通过ASIL认证的SerDes芯片的内部均已内置安全状态机。这种状态机在芯片启动过程中会执行快速自检,以检测任何潜在的随机故障或系统相关故障。一旦自检不通过,该芯片将进入“安全”模式,防止系统向用户(如车辆驾驶员)传递错误信息。

02
故障静默(Fail Silent)
在发现故障时,通过降级性能来保持运行状态,实现系统级功能安全,这种方案称为故障静默。比如,当系统因电缆问题导致高速数据传输受阻,芯片能够识别并上报该问题,由系统自动配置芯片的运行方式,如降低视频分辨率或仅传输视频而不包含音频和控制信息。
03
故障容忍(Fault Tolerant)

通过支持故障容忍模式,整个系统不因一个组件的故障而导致瘫痪。我们的SerDes芯片具备检测外部系统故障的能力,并能够自行配置以弥补错误。例如,如果外部时钟存在故障,芯片将重新配置来运行内部振荡器,保持系统稳定。同样,当电缆上因外部干扰导致突发错误,芯片可通过应用纠错码(ECC)来纠正错误。




此外,启动过程中采用硬件实现的安全状态机,可以检测到随机和潜在故障。在功能安全环境中,错误和中断指示器允许主机控制器能应对并自行恢复系统。若系统无法恢复,受影响的部分可设为安全状态来确保剩余系统中的安全通信。此举可维持系统的质量和可靠性,安全传输视频和控制数据。


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慷智集成电路 - AI Micron,是国内领先的头部车载SERDES视频传输芯片企业,专注于车规级高速模拟混合信号芯片,为智能驾驶和智能座舱提供高可靠,高带宽,低延迟的音视频传输。
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