يدفع الذكاء الاصطناعي السلامة الوظيفية إلى الصدارة
في عالم يتزايد فيه التشغيل الآلي للآلات ، مدفوعًا بالذكاء الاصطناعي (AI) ، تعد السلامة الوظيفية جزءًا أساسيًا من العملية الهندسية للمركبات ذاتية القيادة ، وإنترنت الأشياء الصناعية ، والروبوتات ، والعديد من المجالات الأخرى.
يمكن - بل ويجب - اعتباره جزءًا أساسيًا من عملية تطوير الأنظمة ومكونات الملكية الفكرية الخاصة بها.
نموذج أعمال الملكية الفكرية
يعد عنوان IP القابل لإعادة الاستخدام عنصرًا حاسمًا في أعمال تصميم SoC.
يستفيد مكاملو SoC من طريقتين: فهم يوفرون المال عن طريق ترخيص IP مقابل تكلفة أقل بكثير من تكلفة تطوير IP ودعمه بأنفسهم ، كما يوفرون الوقت لأن IP تم تصميمه والتحقق منه بالفعل.
يمكن لمطوري الملكية الفكرية تركيز أعمالهم على الملكية الفكرية حيث لديهم معرفة وخبرة متخصصة.
إنهم يرخصون IP بتكلفة أقل من تكاليف تطوير عنوان IP هذا ، لكنهم يرخصون ذلك للعديد من شركات دمج SoC لتحقيق عائد كافٍ على استثماراتهم.
لتعظيم قيمة IP ، يجب أن تكون شركة تكامل SoC قادرة على استخدامها دون الحاجة إلى استثمار الوقت والجهد في فهم تفاصيل التصميم.
لتمكين ذلك ، يوفر بائع IP حزمة للمساعدة في عملية التكامل والاستخدام ، بما في ذلك:
- الدعم والصيانة بما في ذلك الوثائق
- بيئة المحاكاة.
- مخطوطات لدعم: تحليل القوة. محاكاة؛ تحليل التوقيت نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة؛ السلامة الوظيفية.
أدى التقدم في الذكاء الاصطناعي ، وخاصة باستخدام الشبكات العصبية الاصطناعية ، إلى نمو كبير في الطلب على الأنظمة الإلكترونية الذكية.
عندما تستخدم هذه الأنظمة هذا الذكاء لفهم بيئتها واستخدام تلك المعرفة للتحكم في المعدات بطريقة مستقلة ، يجب إدارة المخاطر المحتملة على الحياة إلى مستويات مقبولة.
أحد الأماكن التي يكون فيها هذا الاعتبار هو الأبرز في صناعة السيارات ، مع أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS) والتوجه نحو المركبات ذاتية القيادة بالكامل.
تتحقق إدارة المخاطر من خلال اعتماد اعتبارات السلامة الوظيفية في تصميم هذه الأنظمة الآلية ، مع معيار السلامة الوظيفية ISO 26262 كمشتق محدد لمعيار الأمان الوظيفي العام IEC 61508 للأنظمة الكهربائية والإلكترونية.
السلامة الوظيفية
السلامة الوظيفية هي في جوهرها نطاق شامل لضمان عمل النظام لتقليل مخاطر الإصابة في حالة وجود أخطاء يمكن أن تحدث. تنقسم هذه الأخطاء إلى فئتين رئيسيتين: منهجية وعشوائية.
توجد أخطاء منهجية في جميع التطبيقات ، ربما بسبب عيب في التصميم. تتم معالجة هذه الأخطاء من خلال منهجيات تطوير فعالة مدفوعة بنظام إدارة الجودة الذي تم توثيقه للسماح بإمكانية التتبع والمراجعة المستقلة ، وينطبق على كل من النظام العام وكل ملكية فكرية.
الأخطاء العشوائية هي أخطاء عابرة ، مثل الأخطاء اللينة بسبب الإشعاع والتداخل الناتج عن EMI أو مواطن الخلل في الطاقة ؛ أخطاء دائمة نتيجة للسراويل القصيرة ؛ أخطاء تابعة بسبب الفشل أو العناصر ذات الصلة في النظام ؛ والأعطال الكامنة حيث قد لا يتم ملاحظة تأثير الخطأ لبعض الوقت. تتم معالجة هذه الأخطاء من خلال مجموعة من قدرات الاختبار الذاتي وآليات سلامة الأجهزة والتكرار الوظيفي.
يتم تحديد مستوى السلامة الوظيفية على مستوى النظام من خلال أنماط الفشل التفصيلية والتأثيرات والتحليل التشخيصي (FMEDA) ، ويعتمد على تحليل كل IP.
تعتبر تقنية FMEDA:
- جميع عناصر التصميم
- وظيفة كل عنصر ؛
- أوضاع الفشل لكل عنصر ؛
- تأثير وضع فشل كل مكون على وظائف المنتج ؛
- قدرة أي تشخيصات تلقائية على اكتشاف الفشل ؛
- قوة التصميم (خفض التصنيف ، عوامل الأمان) ؛ و
- الملف التشغيلي (عوامل الإجهاد البيئي).
يحدد معيار السلامة الوظيفية ISO 26262 مستويات سلامة السيارات (ASILs) لدعم هذا التحليل من ASIL A إلى المستوى الأكثر قوة ، ASIL D.
على مستوى النظام ، يمكن تعيين متطلبات السلامة في عناصر مستقلة. يمكّن هذا النظام من تحقيق مستوى أمان وظيفي عالٍ مثل ASIL D بمكونات تحقق بشكل مستقل مستوى أمان وظيفي منخفض متحلل مثل ASIL B [D].
يسمح معيار السلامة الوظيفية ISO 26262 في الجزء 2 ، 9 بتحلل ASIL هذا لتسهيل عملية التطوير لكل عنصر من العناصر المستقلة.
هذه الآلية مفيدة بشكل خاص لـ IP المعقد مثل معالج MIPS I6500F عالي الأداء ومتعدد النواة ، والذي تم تصميمه لـ ASIL B المتحلل من D: ASIL B (D).
يتطلب استخدام FMEDA على مستوى النظام استخدامه على مستوى المكونات وبالتالي يجب أن يكون جزءًا من حزمة IP.
عنصر الأمان خارج السياق
يعتمد نموذج أعمال الملكية الفكرية على ترخيص نفس الملكية الفكرية للعديد من العملاء.
يعتمد الكثير من قيمة عنوان IP على قدرة العميل على استخدامه دون الحاجة إلى معرفة تفصيلية بهذا العنوان أو الحاجة إلى تعديل عنوان IP هذا.
يصف معيار السلامة الوظيفية ISO 26262 عنصر أمان خارج السياق (SEooC) في ISO 26262-10 البند 9 كعنصر متعلق بالسلامة لم يتم تطويره لعنصر معين (أي في سياق مركبة معينة).
يمكن أن يكون تحسين محركات البحث (SEooC) نظامًا أو مجموعة من الأنظمة أو نظامًا فرعيًا أو مكونًا برمجيًا أو مكونًا من مكونات الأجهزة.
إن تأهيل نواة IP كـ SEooC إلى مستوى أمان وظيفي محدد مثل ASIL B [D] ، كما فعلت Imagination مع المعالجات المتعددة MIPS I6500F عالية الأداء والمتغايرة ، مما يتيح دعم السلامة الوظيفية باستخدام IP القابل لإعادة الاستخدام.
هناك ميزتان هامتان لأداة تكامل SoC من استخدام IP لطرف ثالث باعتباره SEooC:
يمكن لمتكامل SoC استخدام تحليل FMEDA الموثق المقدم كجزء من حزمة SEooC IP مباشرة في تحليل مستوى النظام الخاص بهم ، مما يوفر وقتًا وتكلفة كبيرين ، ويحافظ على فوائد استخدام IP لجهة خارجية.
- يتمتع مطور IP بمعرفة كاملة وإمكانية الوصول إلى تصميم IP حتى يتمكن من تنفيذ قدرات السلامة الوظيفية بكفاءة وفعالية أكبر بكثير من أداة تكامل SoC.
- يجب أن تكون السلامة الوظيفية جزءًا لا يتجزأ من عملية التطوير لكل من النظام وكل مكون من مكونات IP. يتيح تسليم IP باعتباره SEooC هذا الأمر ، مع الحفاظ على الفوائد المتبادلة من نموذج أعمال IP القابل لإعادة الاستخدام.
نبذة عن الكاتب
