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随着自动驾驶的前景更加明朗,关键系统的安全性问题也逐步得到重视

SAEInternational 2018-01-10 11:03 次阅读
自动驾驶技术各个重要方面。 “说到汽车安全,我们主要考虑两方面的问题,其一是减少对驾驶员的技术和注意力的依赖,其二是系统的功能安全。”MIPS业务发展部的高级经理Tim Mace如是说。MIPS公司自称是行业内历史最悠久,涉猎领域最广的工业标准微处理器架构设计专业公司之一。 MIPS最初是由斯坦福大学的John Hennessy博士于1981年创立的。2012年时,Imagination Technologies收购了MIPS, 同年9月,Imagination又宣布将MIPS出售给了Tallwood风险投资基金。 “功能安全靠的是系统或设备在响应输入指令时能够正确运行,包括对可能出现的运行错误、硬件故障以及环境变化等问题,做出必要的安全管理。”Mace补充道。 “功能安全体现的是对一个系统或设备整体的容错性要求,研究目的是要避免因这些故障而直接或间接导致人身伤害、经济损失及环境破坏。 ” 随着自动驾驶的前景更加明朗,关键系统的安全性问题也逐步得到重视 在ADAS的应用中,需应对系统复杂度的不断提升。 爆炸式增长的“边缘处理 ” 驾驶员支持系统包括自动紧急制动、车道偏离预警以及行人侦测等,用来帮助减少由于人为因素所直接导致的大量交通事故。据美国国家高速公路交通安全管理局(NHTSA)统计,这类交通事故占到事故总数的94%。 但另一方面,系统的可靠性、效用和整合也很重要。“随着我们逐步迈向完全自动驾驶时代,使之成为完全整合的交通系统的一部分,在未来10年,‘边缘’处理的需求会增加1,000倍。很多自动驾驶的业内人士会说,系统上的大量信息以后都能存放在云端。但事实上,这需要系统能够“随时开启,随时传输”,还要没有带宽限制,恐怕不是短期到中期内能够实现的。” 人工智能(AI)会是实现这一要求的核心。在一辆半自动或全自动驾驶汽车上,计算机需要经常通过车载摄像头和其他各种传感器进行“观察”,了解汽车周围的路况。目前,行业对于汽车制造商的建议是,要让汽车可以安装多达20个摄像头。 机器学习(ML)不仅对传感器融合以及云端AI的需求满足至关重要,对整体的交通规划以及预警和诊断同样十分关键。 不过,Mace同时提醒说:“在增加了这么多电子功能以减少驾驶员的人为错误之后,我们也需要在系统的整个设计过程中注意功能安全。这并不仅仅意味着对某个设备或系统的某项功能进行测试,而是要确保系统的整体功能。举例来说,我们需要检查硅芯片部分,确保没有‘阻滞’或瞬时故障。” 随着自动驾驶的前景更加明朗,关键系统的安全性问题也逐步得到重视
ASIL体系下A级到D级标准的相关说明。
ASIL与其他关键标准 “ISO 26262功能安全标准会从多个方面考察某个设备或系统是否存在故障,包括发生事故的可能性、事故的严重程度以及可以将事故控制在何种范围内,之后再对这一部件特性的临界值进行广泛测试。汽车安全完整性等级(ASIL)中,A级为最低级,D级则为最高级。” 例如,在整车厂(OEM)的安全计划中,会要求所有同制动系统有关的方面都可以达到ASIL D级标准。而电动车窗控制系统即使出现故障,也几乎不可能造成严重的事故,因此这方面只需要达到ASIL A级标准即可。 此外,整车厂必须一级或二级供应商、处理器芯片厂商及IP技术提供商密切合作,共同开发出各种解决方案,以满足安全计划的要求,这些都十分关键。Mace补充道:“针对某个设备的不同部件,安全要求的标准高低也不尽相同,有些必须要达到ASIL的相应级别,有些则不必,而有些则是暂时只要达到相对宽松的ASIL级别要求即可。但这些部件所组成的整体,必须达到相应的ASIL级别标准。” 而在芯片的IP层面,所提供的产品则必须要让芯片制造商和一级供应商最终都能在功能安全上达标。“在ISO 26262的标准体系下,会有每秒多次的芯片测试,以保证‘这块芯片运行正常’。而这一部件设备究竟是用来做什么的(比如是用于行人侦测还是车道偏离预警?)并不在该标准所要求的检测范围内。” Mace举了Mobileye公司EyeQ视觉处理器的例子。谈及这家ADAS市场早期的巨头公司(现已被英特尔收购),Mace提到:“从EyeQ2开始,Mobileye开发设计的所有型号处理器都包含了MIPS微处理器,以实现各种不同功能。其片上系统(SoCs)技术就是利用MIPS中央处理器(CPU)的硬件多线程处理功能,来提升图像加速器的工作效率,从而可以从摄像头的传感器数据中提取出更多有价值的信息。” Mace表示,MIPS I6500-F型号的CPU不仅具备ADAS和自动驾驶所需的性能,而且还满足汽车和工业机器人领域的各项功能安全要求,符合ISO 26262 ASIL B (D)级和IEC 61508标准。 “从行业角度看,我们正在对汽车的电子架构进行根本性的改变。鉴于汽车正在逐渐转变为一个软件平台,汽车电子架构正逐渐向计算功能集中化的方向发展,通过连千兆级的以太网连接,大量应用程序接口(APIs)将成为实现全新汽车功能和提供新型汽车服务的基础。” “而随着自动驾驶的前景更加明朗,关键系统的安全性问题也逐步得到重视。功能安全文化的普及、将功能安全纳入整个制造过程、以及制定出各种功能安全的解决方案,都变得极为重要。” Mace断言,随着汽车的电子架构逐步升级,对计算性能的需求迅速增加,采用集中化和虚拟化的64位微处理器设计也会变得尤为关键。

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