Jak poprawić niezawodność samochodów autonomicznych?
June 28, 2021
Jednak w miarę jak na dzisiejszych drogach przeprowadzane są testy w warunkach rzeczywistych, zakres funkcji, które muszą obsługiwać samochody autonomiczne, stale się rozszerza i staje się coraz bardziej złożonym. .Te automatyczne systemy będą stale poprawiać wymagania w zakresie wydajności, zużycia energii, bezpieczeństwa, ochrony i niezawodności. .Aby zapewnić zgodność autonomicznych samochodów z przepisami bezpieczeństwa, producenci OEM muszą zaprojektować sprzęt i oprogramowanie zgodnie z normą bezpieczeństwa funkcjonalnego ISO2626.Jeśli deweloperzy nie są do tego przygotowani, będą musieli zainwestować dodatkowe pieniądze i czas, aby udowodnić, że ich produkty spełniają normy bezpieczeństwa, co może znacznie opóźnić wprowadzenie na rynek, zmniejszając rentowność i zmniejszając udział w rynku.
Podstawowym celem bezpieczeństwa i niezawodności pojazdów autonomicznych jest zapobieganie obrażeniom ciała i uszkodzeniom mienia.Kiedy zdarzy się wypadek i kto jest za niego odpowiedzialny, to również kwestie prawne, które należy wziąć pod uwagę.W takim stanie ruchu automatyczna jazda boryka się z licznymi problemami prawnymi, a ustalenie przypisania odpowiedzialności w razie wypadku jest nadal w toku.Dlatego należy unikać awarii.Doprowadziło to do tego, że producenci OEM i dostawcy na rynku motoryzacyjnym zwracają większą uwagę na wiarygodność. .Dlatego kluczowe jest udowodnienie, że każdy element inteligentnego samochodu jest bezpieczny i niezawodny.
Inteligentniejsze, bardziej niezawodne przechowywanie
Samochody autonomiczne są wyposażone w zaawansowany system wspomagania kierowcy (ADAS).Pojazdy te posiadają wiele czujników (kamery, lidar itp.) oraz elementy sterujące, które pozwalają im jeździć autonomicznie i unikać kolizji.Te czujniki i elementy sterujące mają kluczowe znaczenie i nie mogą zawieść.FIGA.1 przedstawia schemat ideowy automatycznego systemu jazdy z automatycznymi poziomami 3, 4 i 5, które mogą jeździć bez monitorowania.
Urządzenia pamięci nieulotnej odgrywają ważną rolę w systemach ADAS, zapewniając przechowywanie kodu startowego i rejestrowanie danych dla ważnych zdarzeń o znaczeniu krytycznym.W miarę jak systemy te stają się bardziej inteligentne, muszą przetwarzać więcej danych szybciej i z wyższym poziomem niezawodności. more . .Ponadto, nawet jeśli konstrukcja ADAS jest w inny sposób niezawodna, może być zagrożona, jeśli pamięć nie jest chroniona (to znaczy bit pamięci nie jest weryfikowany podczas uruchamiania lub podczas działania urządzenia).
NOR flash to idealna technologia pamięci dla aplikacji o znaczeniu krytycznym, ponieważ zapewnia nieulotną pamięć masową wspieraną przez wysoką niezawodność i zintegrowaną diagnostykę.Zintegrowana diagnostyka zapewnia integralność danych, wykrywa ewentualne awarie, a nawet koryguje błędy.Ponadto zalety, takie jak uruchamianie na czas i szybki czas uruchamiania systemu o wysokiej wydajności, ułatwiają natychmiastowy dostęp do kodu, danych konfiguracyjnych i obrazów graficznych, gdy samochód jest włączony.
Obecnie, aby spełnić standardy bezpieczeństwa funkcjonalnego w branży motoryzacyjnej, takie jak ISO26262, rodzina urządzeń pamięci musi być projektowana od podstaw.Te nowe generacje pamięci nie tylko zapewniają większą niezawodność, ale także poprawiają wydajność, znacznie zmniejszają zużycie energii i obniżają całkowity koszt posiadania.
Integracja
Jednym z najskuteczniejszych sposobów uproszczenia systemu jest integracja.Gdy system składa się z wielu komponentów, każdy komponent i jego połączenia z innymi komponentami mogą stanowić potencjalny punkt awarii.Na przykład integracja MCU z pamięcią masową skutkuje szybszym dostępem do danych i kodu, wydajniejszym przetwarzaniem, większą niezawodnością i niższymi kosztami.Ponadto programowanie jest uproszczone, ponieważ komponenty, które wcześniej musiały być integrowane przez programistów z większymi systemami, mogą być teraz zarządzane wewnętrznie przez MCU.
Korzyści płynące z integracji obejmują teraz pamięć NOR flash.Ponieważ producenci pamięci zaczynają integrować pamięć z procesorami, takimi jak Arm Cortex-M0, konieczne jest wykonanie złożonego przetwarzania, aby zachować niezawodność pamięci o dużej gęstości i dużej szybkości (patrz Rysunek 2).Pojawienie się procesorów na płycie może zrewolucjonizować sposób, w jaki inżynierowie wykorzystują pamięć flash do projektowania, umożliwiając inteligentniejsze przechowywanie. .Na przykład w przeszłości, aby przedłużyć żywotność pamięci flash, wykonano wiele pracy nad rozwojem oprogramowania wyrównującego zużycie.Teraz problem wyrównania strat jest zarządzany wewnętrznie przez zintegrowany MCU.
Nowa generacja złożonego SoC wykorzystująca technologię 16 nm FinFET nie jest jeszcze w stanie osadzić pamięci flash w chipie.Muszą więc polegać na inteligentniejszej i bardziej niezawodnej zewnętrznej technologii NOR flash.Wbudowane procesory mogą być używane nie tylko do zarządzania wszystkimi krytycznymi dla bezpieczeństwa obszarami pamięci masowej, ale mogą być również używane do zarządzania obszarem bezpieczeństwa sieci w pamięci, aby zapobiec złośliwym atakom. .Gdy zintegrowane procesory są wbudowane w pamięć flash, jednostki te są samozarządzane przez urządzenia pamięci i można je szybko skonfigurować w celu spełnienia określonych wymagań aplikacji.
Zmieniające się wymagania
Obecnie branża motoryzacyjna przechodzi od wspomagania kierowcy do w pełni zautomatyzowanego rozwoju.Systemy te będą wymagały inteligencji na wszystkich poziomach, aby zmniejszyć opóźnienia i poprawić wydajność.Jednocześnie rozwija się również wewnętrzna architektura samochodu od głównego niezależnego systemu dyskretnego do systemu połączonego.Połączone systemy mogą przesyłać dane między systemami w czasie rzeczywistym i pełnić rolę sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego.Ponadto dane zebrane z pojazdu zostaną wykorzystane do wdrożenia konserwacji predykcyjnej, dzięki czemu pojazd będzie mógł skłonić kierowcę do konserwacji pojazdu, zanim wystąpi awaria. na dane pojazdu.Aby przeprowadzić bardziej zaawansowaną analizę i przeprowadzić aktualizację nowego oprogramowania z chmury do samochodu, musisz również przesłać dane do chmury.
Inteligentna pamięć masowa flash jest sercem tych systemów, ponieważ kluczowy kod i dane przechowywane w tych nieulotnych pamięciach nadal muszą być niezawodne i działać przez ponad 20 lat bez awarii w ekstremalnych środowiskach. .Dzięki dodaniu procesorów na płycie, pamięci te mogą teraz zapewnić wyższy poziom funkcjonalności i niezawodności, jednocześnie odciążając zadania związane z zarządzaniem pamięcią, takie jak równoważenie strat, zwiększanie bezpieczeństwa systemu za pomocą ochrony kryptograficznej oraz przeprowadzanie diagnostyki krytycznej dla bezpieczeństwa.
Jazda autonomiczna to szybko rozwijająca się branża, a nowe funkcje bezpieczeństwa i zabezpieczenia będą opracowywane i standaryzowane z tą samą prędkością.Producenci OEM potrzebują elastycznej architektury, która DOSTOSOWUJE SIĘ do tych standardów w odpowiednim czasie i wprowadza zaawansowane funkcje zwiększające długoterminową niezawodność.Na przykład, gdy pamięć może przewidzieć konkretny rodzaj awarii, może zacząć ustalać priorytety.
Aby pomóc producentom motoryzacyjnym w tworzeniu systemów zgodności, producenci pamięci muszą dostarczyć dokumentację bezpieczeństwa zgodną z normą ISO 26262, w tym szczegółowe raporty analizy bezpieczeństwa, takie jak podręczniki bezpieczeństwa, wpływ trybu awaryjnego i analiza diagnostyczna (FMEDA), zależna analiza awarii (DFA) i niezależna od kontekstu elementy bezpieczeństwa (SEooC).Ponadto producenci pamięci muszą aktywnie rozwijać i przestrzegać tych standardów, aby zapewnić, że ich komponenty nadal będą zgodne z wymogami prawnymi.
Urządzenia pamięci, takie jak Semper NOR flash firmy Cypress, są zaprojektowane tak, aby sprostać wyzwaniom nowej generacji pojazdów i systemów przemysłowych oraz spełniać szeroki zakres standardów jakości, niezawodności i bezpieczeństwa.