Ob Steuerungs-, Gas-, Brems, Spurhalte- oder Einparkassistent – immer mehr Systeme unterstützen die Fahrzeugsteuerung. Sie bieten mehr Leistung, mehr Komfort und mehr Sicherheit. Für letzteres müssen sie jedoch selbst hohen Standards an funktionaler Sicherheit genügen. Diese sind in zwei Normen festgelegt:
Die IEC 61508 unterscheidet vier Sicherheitsstufen (Safety Integrity Level, SIL) für industrielle Steuerungssysteme.
Die ISO 26262 gilt für sicherheitsrelevante elektrische bzw. elektronische (E/E) Systeme in Kraftfahrzeugen. Sie definiert die Sicherheitsstufen ASIL A bis ASIL D, wobei ASIL A das geringste, ASIL D das höchste Risikopotenzial aufweist. Dieses wird anhand der Häufigkeit, Kontrollierbarkeit und Schwere des Unfalls bzw. des Schadens bestimmt. Die ISO 26262 basiert auf der IEC 61598, berücksichtigt aber die Besonderheiten der Automobilindustrie. Dazu gehört vor allem die Kontrollierbarkeit, d.h. die Möglichkeit des Fahrers oder anderer Verkehrsteilnehmer, einen Schaden oder Unfall im jeweiligen Szenario zu verhindern.
NOR-Flash in sicherheitskritischen Systemen
In zahlreichen Fahrerassistenzsystemen (ADAS) übernehmen NOR Flash eine wichtige Rolle als Teil eines sicherheitskritischen Systems. Denn die nicht-flüchtigen, programmierbaren Speicher sind robust, zuverlässig und schnell. Der Host-Prozessor kann Code ohne Umweg über externes DRAM direkt aus dem Flash-Speicher ausführen. Damit ist NOR Flash ideal zur Codeausführung, nicht nur im Auto, sondern auch in Industrierobotern und anderen IoT-Maschinen und -Geräten. Ein weiteres Plus ist sein großer Temperaturbereich, so dass er sich in den verschiedensten Umgebungen und Applikationen im Fahrzeug einsetzen lässt.
Zu den gängigen Aufgaben von NOR-Flash-Speichern im Automobil- und Industriebereich gehören
1) langfristige Speicherung von Code, Daten und Bildern zur Verwendung beim Einschalten,
2) EEPROM-Emulation, d. h. die Speicherung sicherheitskritischer Daten,
3) kontinuierliches Lesen während der Laufzeit und
4) Codeausführung direkt aus dem Flash.
Je nach Applikation variieren die Anforderungen für jeden dieser Workloads. Systeme, die den hohen Standards der funktionalen Sicherheit genügen müssen, erfordern jedoch einen neuen Ansatz
Mehr als ein Commodity-Speicher
Speziell für die funktionale Sicherheit hat Infineon den Semper™ NOR Flash entwickelt. Er enthält einen eingebetteten Arm® Cortex® M0 sowie Funktionsblöcke für die Diagnose, Datenintegrität und Zuverlässigkeit. Sie umfassen Funktionen wie SafeBoot und Safe RESET, ECC (Error Correction Code) und Sector Protection. Damit bieten die AEC-Q100-qualifizierten Semper NOR Flash ASIL-B-konforme und ASIL-D-fähige funktionale Sicherheit, bis zu einer Million Schreib-Zyklen sowie 25 Jahre Datenerhalt auch bei extremen Temperaturen zwischen -40°C und +125°C. Die integrierte Fehlerkorrektur korrigiert Single-Bit-Fehler und erkennt Mehrfachfehler (SECDED).
Sicherheitsfaktor Langzeitverfügbarkeit
Die Entwicklung sicherheitskonformer Systeme erfordert in der Regel viele sorgfältig abzuwägende, komplexe Entscheidungen hinsichtlich Design, Evaluation, Tests und Zertifizierung. Die Produktlebenszyklen der Systeme sind daher meist lang und erstrecken sich über viele Jahre. Ein Redesign ist meist sehr kostspielig und schwierig. Das macht die Langzeitverfügbarkeit aller Komponenten zu einem entscheidenden Kriterium. Doch gerade bei Speicherlösungen beträgt diese selten mehr als drei bis fünf Jahre. Für die Semper NOR-Flash-Familie gewährleistet Infineon eine Verfügbarkeit von mehr als zehn Jahren. Die hier vorgestellte Familie ist die erste Generation einer komplett neuen Plattform von Infineon. Sie zeichnet sich vor allem durch zwei Aspekte aus: Der Speicher übernimmt viele Prozesse, die hier bislang nicht abgebildet werden konnten und entlastet so den Mikrocontroller. Zudem ist sie konform zum expanded-SPI-Standard der JEDEC. Das macht den Semper NOR Flash zum idealen Speicher für industrielle und Automotive-Anwendungen.
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