汽車如何確保安全,為什么需要測試和監(jiān)控?
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何時運行測試?
有三個事件或時間需要執(zhí)行測試:鑰匙打開、操作期間進入系統(tǒng)和鑰匙關閉。
Synopsys數(shù)字設計部門產(chǎn)品營銷總監(jiān)Giri Podichetty說:“當你開始測試系統(tǒng)是否正常時,就會打開電源。在操作過程中,我們可以做定期測試,去檢查設備的實際狀態(tài)。最后,我們關閉電源,然后我們有更多的時間做更多的測試!
汽車在發(fā)動機啟動時已經(jīng)進行了一些測試。Ruiz說:“當你一開始看到儀表盤上的燈時,就在進行很多初始測試。雖然額外的測試可能需要一些時間,但沒有太多的時間,因為駕駛員期望在幾秒鐘后開始駕駛。因此,對于芯片測試本身,可用的時間可能是200毫秒左右!
當汽車熄火時,還有更多的時間測試。從理論上講,雖然開發(fā)人員說有無限的時間,但顯然不是這樣。時間預算的關鍵是重新啟動汽車之前的幾秒測試時間。Ruiz說:“當你把車熄火時,你大概可以再等10秒鐘。當然,在半導體界,秒是一個巨大的時間量!
在這個關鍵關閉階段可以運行更廣泛的測試集。Harrison指出:“在內(nèi)存上運行一個基本棋盤算法然后打開鑰匙,或在內(nèi)存上運行一個功能齊全的應力測試然后關閉鑰匙,兩者區(qū)別很大!
在鑰匙打開時測試的電路可能需要也可能不需要在系統(tǒng)中進一步測試。這就是ASIL評級的重要性所在。Harrison說:“對于信息娛樂系統(tǒng),鑰匙開著測試就可以了。但是研究先進防抱死制動系統(tǒng)時,情況就不同了!
此外,對于無人出租車和其他類似車輛,鑰匙開啟和關閉測試的可能性很小。Harrison解釋說:“鑰匙每10小時才開一次。所以你需要能夠運行在線測試,以確保一切都是安全的。”
因此,面臨的挑戰(zhàn)是如何在電路運行時對其進行測試。測試的內(nèi)容和時間在一定程度上取決于安全級別。當然,最嚴苛的是ASIL-D,它是對車輛最安全關鍵部件最嚴格的評級。無論車輛在做什么,都需要定期進行關鍵測試。
監(jiān)控與車輛的運行狀態(tài)沒有那么緊密的聯(lián)系。proteanTecs的Carmel說:“深度數(shù)據(jù)監(jiān)控允許24/7使用,無論車輛的鑰匙處于打開或關閉狀態(tài)。與BiST(Built-in Self Test,內(nèi)建自測)相反,其在線、非侵入性的運行不會中斷功能運行。在鑰匙打開時,它可以識別可靠性降低和安全威脅并發(fā)出警報,從而實現(xiàn)規(guī)定的維護。在鑰匙關閉時,在預定的維護時間內(nèi),主機廠可以物理連接和調(diào)試問題,以保持服務可用性并延長操作壽命!
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何時運行測試?
如果管理不當,大多數(shù)測試可能會中斷。例如,當汽車在紅綠燈處時,不一定能安排測試,因為無法保證何時會遇到這種情況,也無法保證停車會持續(xù)多久。因此,無論車輛當時在做什么,都必須安排進行測試。
處理這個問題的一種方法是冗余。而不是單核運行自己的內(nèi)存,核和內(nèi)存可以復制?刂瓶梢栽谒鼈冎g來回傳遞,這樣,當一個核正在測試時,另一個將處理駕駛?cè)蝿。然后,可以將其反轉(zhuǎn),以確保兩組都在工作狀態(tài)。
這類似于但不同于雙核鎖步操作。在這種情況下,兩個核的運行方式總是相同的,其目標是識別兩個內(nèi)核之間的任何分歧。但是,對于測試,兩組將不處于鎖定階段。相反,它們各自為戰(zhàn),以便測試和操作可以無縫地進行。
這種冗余為測試提供了操作裕度。一些架構(gòu)師可能會認為,我有四個處理器,所以以循環(huán)方式,可以離線測試一個。Cadence的Tensilica IP部門產(chǎn)品營銷總監(jiān)Ted Chua說:“冗余的需求并不局限于功能電路,測試電路也很有必要。測試還需要冗余!
內(nèi)存可以在訪問之間進行部分測試,這就是所謂的“透明”測試。Synopsys的Podichetty說:“為了不占用太多時間,我們以時間切片的形式進行無損內(nèi)存測試。如果內(nèi)存離線(taken offline),則可以執(zhí)行擴展的內(nèi)存內(nèi)建自測(MBiST)測試。
對于SoC上的邏輯測試,測試能力主要利用芯片上已經(jīng)存在的用于制造測試的可測試設計(DFT)基礎設施。為了增加更多的通道以獲得更好的可視性,可能需要對電路進行一些修改,但這種更改通常是為了縮短測試時間,幫助補償所需的額外硅面積。
系統(tǒng)內(nèi)邏輯測試通常涉及邏輯內(nèi)建自測(LBiST),包括通過測試運行使用的種子向量,這些測試的結(jié)果被組合成一個簽名。對該簽名的驗證構(gòu)成系統(tǒng)該部分的通過/失敗信號。LBiST域的大小取決于可用于測試的時間。
示例LBiST塊與嵌入式確定性測試(EDT)共享
Cadence產(chǎn)品管理總監(jiān)、數(shù)字和簽準部門的Rob Knoth指出:“開車上路時,可以有一個非?焖俚臏y試循環(huán),而不是執(zhí)行電路的LBiST,這將在鑰匙打開或關閉時完成!
也可以調(diào)用軟件在硬件上運行測試。Advantest的Pizza說:“這可能包括用于檢查器件引導序列和自檢是否正常工作,以及檢測與應用電路(傳感器、接口、攝像頭、總線等)交互中可能出現(xiàn)的問題。然而,這種測試可能是侵入性的,其時間安排必須仔細規(guī)劃!
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測試需要多長時間?
總的來說,三個測試階段的時間,包括系統(tǒng)內(nèi)時間間隔,將由功能安全管理器針對每個應用設置。Podichetty說:“這大部分來自于功能安全要求,即我們每項測試所需的時間。”
Harrison補充道:“我們與客戶一起做了大量工作,以盡量減少系統(tǒng)內(nèi)測試的時間。由于一些測試的持續(xù)時間和一些SoC功能,將測試劃分為塊是有意義的。所以你可以把它分成10段,每幾百毫秒運行一段。”
當然,測試時間可以成為提供測試IP的公司之間的競爭指標。Harrison說:“我們已經(jīng)能夠?qū)iST測試的運行時間降低10到20倍,這確實有助于在一個時間間隔內(nèi)完成一個完整的測試,而不是將測試拆分。”
何時測試也是一個動態(tài)考量。Chua說:“如果你正處于緊急剎車狀態(tài),哪怕是一秒鐘,你都不會進行測試。但是,如果你在測試中,然后你遇到這個緊急或危險情況呢?重要的是安全,做測試是為了安全,沒有人想做測試而危及安全。”
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