系統(tǒng)架構(gòu)作用

架構(gòu)是一門藝術(shù)，在整車汽車系統(tǒng)，軟/硬件開發(fā)過程中非常重要，尤其在基于模型的系統(tǒng)開發(fā)(MBSE)中，架構(gòu)是整個開發(fā)過程的核心之一。

一般來講，系統(tǒng)架構(gòu)一般采用通用化建模語言UML或SysML在相關(guān)架構(gòu)開發(fā)軟件，如Enterprise Architect， Cameo等，進行開發(fā)。但可惜的是，目前大部分車企都沒有完整的系統(tǒng)架構(gòu)或多基于PowerPoint等形式的簡單架構(gòu)描述。

在功能安全第三部分概念開發(fā)和第四部分系統(tǒng)開發(fā)過程中，都需要系統(tǒng)架構(gòu)作為輸入條件，借助系統(tǒng)架構(gòu)進行安全分析，導(dǎo)出功能安全需求(FSR)和技術(shù)安全需求(TSR)，并將相應(yīng)的安全需求分配至系統(tǒng)架構(gòu)。

【資料圖】

但在系統(tǒng)開發(fā)階段，我們還需要對系統(tǒng)架構(gòu)進行功能安全相關(guān)內(nèi)容進一步開發(fā)，將架構(gòu)相關(guān)的安全機制融入系統(tǒng)架構(gòu)當中，形成系統(tǒng)安全架構(gòu)(Safety Architecture)，以此勾勒出實現(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)安全需求所需要的核心技術(shù)框架，為后續(xù)軟件和硬件架構(gòu)的詳細設(shè)計提供基礎(chǔ)。

系統(tǒng)架構(gòu)相關(guān)安全機制

對于不同的ASIL等級應(yīng)該具體采取哪些安全機制呢?

這是個很好的問題，一般來說ASIL等級越高，需要采取的安全機制數(shù)目及質(zhì)量要求越高。

但ISO 26262并沒有，其實也沒有辦法明確哪個ASIL等級應(yīng)該具體采取哪些安全機制，只有對硬件部分，不同覆蓋率(中，高，低)對應(yīng)的安全機制的推薦。

主要原因在于:

雖然有一些通用的安全機制，但研究對象不同，采用的安全機制也不盡相同。

為功能安全技術(shù)實施多樣性提供更多空間和選擇，便于不同企業(yè)根據(jù)自身技術(shù)積累和開發(fā)條件進行實施。

為技術(shù)更新?lián)Q代提供可能性。隨技術(shù)發(fā)展，很多新的安全機制得以實現(xiàn)或得以在汽車行業(yè)應(yīng)用。

如果ASIL等級和安全機制一一掛鉤，強制執(zhí)行，可能很多車企的車都沒辦法上市了(你懂的

我們先看看不含安全機制的系統(tǒng)架構(gòu)長什么樣?

系統(tǒng)架構(gòu)旨在描述相關(guān)項組成和相互作用和約束。根據(jù)ISO 26262定義，相關(guān)項由一到多個系統(tǒng)構(gòu)成，而一個系統(tǒng)應(yīng)該至少包括一個傳感器，一個控制單元，一個執(zhí)行器。當然，一個系統(tǒng)也可以包含多個子系統(tǒng)。

所以一個最簡單的系統(tǒng)架構(gòu)如下:

那有哪些系統(tǒng)層面的安全機制可以融入系統(tǒng)架構(gòu)，進而形成系統(tǒng)安全架構(gòu)呢？

既然一個最簡單的系統(tǒng)由三個部分構(gòu)成，那么系統(tǒng)級別和架構(gòu)相關(guān)的安全機制肯定也是和這三個部分以及三者之間的通訊安全相關(guān)。

下面我們一起看看系統(tǒng)層面和架構(gòu)相關(guān)的常見的安全機制:

傳感器：1、傳感器硬件冗─獨立供電；2、多通道冗余采集─信號質(zhì)量檢測

控制單元：在線診斷：1、比較器2、多數(shù)投票器

執(zhí)行器：1、執(zhí)行器硬件冗余2、執(zhí)行器控制信號質(zhì)量檢測

通訊：1、冗余發(fā)送2、信息冗余(CRC)3、時間監(jiān)控4、問答機制

需要注意的是，系統(tǒng)階段的安全機制主要作用是勾勒出實現(xiàn)系統(tǒng)功能安全所需的核心技術(shù)框架，明確應(yīng)該采取哪些技術(shù)手段實現(xiàn)相應(yīng)的安全目標，不會涉及具體的實施細節(jié)，這個會在后續(xù)軟件和硬件開發(fā)階段進一步明確。

從上述安全機制可以看出，雖然安全機制的種類有很多，但無非都源于以下三個角度:

1、冗余性: 使用相同的功能組件(多指硬件)降低硬件隨機失效，增加功能安全的可靠性，例如傳感器，執(zhí)行器冗余等。

2、多重性: 多用于故障關(guān)閉路徑，使用多個關(guān)閉路徑或保護設(shè)備，提供了防止單個設(shè)備失效的保護。

3、多樣性: 使用不同類型的設(shè)備或者軟件多樣化設(shè)計，降低共因失效的可能性。

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