隨著諸如智能駕駛汽車(chē)、載人/貨、無(wú)人農(nóng)機(jī)、各種和消費(fèi)機(jī)器人等智能與無(wú)人設(shè)備廣泛進(jìn)入我們的工作和生活，這些設(shè)備的安全性已成為了一個(gè)值得關(guān)注的重要話(huà)題。它們的安全運(yùn)行與設(shè)備自身、乘客以及周邊的人員和物品的安全密切相關(guān)。根據(jù)北京華興萬(wàn)邦管理咨詢(xún)有限公司的研究，智能設(shè)備尤其是無(wú)人設(shè)備的全方位安全性包括三大方面：功能安全、信息安全和時(shí)空安全。大家對(duì)信息安全仿佛比較熟悉，對(duì)功能安全也有所耳聞，對(duì)時(shí)空安全比較陌生，但三大類(lèi)安全都越來(lái)越重要，并構(gòu)成了智能和無(wú)人設(shè)備的完整安全體系。

為了確保這些智能和無(wú)人設(shè)備安全可控，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的時(shí)候，就必須從供應(yīng)鏈的*環(huán)節(jié)和*層的技術(shù)源頭考慮安全性問(wèn)題，即梳理從IP核、芯片到開(kāi)發(fā)工具的全流程全方位安全，才能去打造整體安全性更高的系統(tǒng)，不僅可以對(duì)設(shè)備和消費(fèi)者/使用者進(jìn)行*限度的保護(hù)，還將因?yàn)楸苊鉃椴话踩冻龈甙捍鷥r(jià)建立新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。那么提供與這三大類(lèi)安全相關(guān)的硬件、軟件、工具和服務(wù)的企業(yè)在未來(lái)將有巨大的前景。由于篇幅的原因，本文只詳細(xì)分析功能安全的創(chuàng)新和應(yīng)用，華興萬(wàn)邦將在其“華興萬(wàn)邦技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)”公眾號(hào)上，繼續(xù)推出有關(guān)信息安全和時(shí)空安全的深入分析。

功能安全的定義

?功能安全（Functional Safety）是系統(tǒng)、設(shè)備或者核心部件通過(guò)主動(dòng)安全機(jī)制去發(fā)現(xiàn)潛在的安全威脅，在相應(yīng)安全等級(jí)約定的覆蓋率上，以及規(guī)定的時(shí)間內(nèi)做出正確響應(yīng)并采取保護(hù)措施，以避免因功能失效導(dǎo)致的人員傷害、環(huán)境破壞或財(cái)產(chǎn)損失風(fēng)險(xiǎn)?。近年來(lái)，除了汽車(chē)、工業(yè)和醫(yī)療等過(guò)去“傳統(tǒng)上”就重視功能安全的領(lǐng)域，新興的諸如機(jī)器人和eVOTL等設(shè)備也會(huì)逐步開(kāi)始強(qiáng)調(diào)功能安全，即通過(guò)在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)主動(dòng)的安全機(jī)制，確保系統(tǒng)在檢測(cè)到潛在危險(xiǎn)時(shí)能正確執(zhí)行預(yù)定安全功能（如關(guān)閉危險(xiǎn)源、觸發(fā)保護(hù)）措施等，從而降低的風(fēng)險(xiǎn)。

系統(tǒng)中的主控制器或者處理器是功能安全的*個(gè)著眼點(diǎn)，智能化帶來(lái)的是越來(lái)越多的高性能處理器，如設(shè)備中的MCU、MPU、GPU、NPU和CPU芯片等；同時(shí)也帶來(lái)了核心處理器和主控SoC的設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)都變得更加的復(fù)雜，因此無(wú)論是系統(tǒng)設(shè)計(jì)師還是*終消費(fèi)者，都要建立對(duì)設(shè)備和核心處理單元進(jìn)行功能安全進(jìn)行檢查的意識(shí)；比如了解智能汽車(chē)的關(guān)鍵處理單元是否通過(guò)了基于ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的ASIL功能安全，才能了解系統(tǒng)給駕乘人員和汽車(chē)本身提供了何種程度的保護(hù)。

因此，功能安全成為了智能和無(wú)人設(shè)備的基礎(chǔ)保障，推動(dòng)了整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展和創(chuàng)新，許多硅IP提供商、芯片設(shè)計(jì)公司和開(kāi)發(fā)工具提供商都在提高產(chǎn)品性能的同時(shí)，還在積極推動(dòng)其車(chē)用產(chǎn)品通過(guò)嚴(yán)格的ASIL，從而幫助智能/無(wú)人設(shè)備芯片和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者去快速實(shí)現(xiàn)功能安全。

   硅IP是功能安全的源頭

針對(duì)智能汽車(chē)對(duì)高性能計(jì)算與功能安全的雙重需求，近年來(lái)部分xPU供應(yīng)商也在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中引入了面向功能安全的架構(gòu)和機(jī)制，但是傳統(tǒng)的功能安全機(jī)制因?yàn)樾枰ㄟ^(guò)鎖步或者備份互檢的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中大量的重復(fù)電路設(shè)計(jì)帶來(lái)了芯片整體成本的大幅度上升。

    當(dāng)然，也有許多廠商在積極推動(dòng)功能安全方面的創(chuàng)新，以、www.shhzy3.cn/www.shzy4.com/Imagination Technologies不久前推出的DXS GPU IP為例，其在提供汽車(chē)主控芯片所需的圖形渲染能力和計(jì)算性能的同時(shí)，通過(guò)創(chuàng)新的分布式安全機(jī)制在僅增加10%左右芯片面積開(kāi)銷(xiāo)的情況下，實(shí)現(xiàn)了功能安全并通過(guò)了第三方嚴(yán)格的ASIL-B。這類(lèi)能夠高效率支持功能安全的GPU IP，正在成為智能駕駛SoC芯片開(kāi)發(fā)者在競(jìng)爭(zhēng)中建立優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵組件，同時(shí)還因?yàn)镚PU的可編程性為智駕SoC提供了更長(zhǎng)的產(chǎn)品生命周期。

除了源自IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)的、適用于汽車(chē)行業(yè)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262和相應(yīng)的ASIL系列，近年來(lái)隨著低空經(jīng)濟(jì)和無(wú)人產(chǎn)業(yè)的快速的發(fā)展，促使更多業(yè)內(nèi)人士關(guān)注《航空器機(jī)載電子設(shè)備硬件設(shè)計(jì)保障指南（DO-254）》，以及相應(yīng)的航空電子硬件開(kāi)發(fā)的適航標(biāo)準(zhǔn)框架AMC 20-152A（基本上是DO-254的補(bǔ)充）這兩個(gè)用于航空設(shè)備和的通用標(biāo)準(zhǔn)，他們是否也會(huì)成為開(kāi)發(fā)eVOTL這類(lèi)低空機(jī)載電子設(shè)備芯片和硬件的功能安全標(biāo)準(zhǔn)呢？

安全性和可管理是低空經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展的兩個(gè)前提，盡管無(wú)人的適航要求還并未完全清晰，但是航空工業(yè)已經(jīng)積累了豐富的功能安全經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試體系。AMC 20-152A進(jìn)一步細(xì)化了 DO-254 的驗(yàn)證方法，如明確 HDL 代碼覆蓋率需達(dá)到 95% 以上等。所以，選擇使用符合這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的IP和芯片，是設(shè)計(jì)諸如無(wú)人飛行設(shè)備等新興系統(tǒng)功能安全的重要考量因素，目前業(yè)界也有企業(yè)一直致力于開(kāi)發(fā)獲得功能安全的IP產(chǎn)品。以下為全球*的IP和驗(yàn)證IP(VIP)開(kāi)發(fā)商SmartDV Technology提供的部分通過(guò)了相關(guān)安全的IP和驗(yàn)證VIP。