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( IEC 61508 )

ステップ 2 の電子系の安全策 が、機能安全の対象です。

4. 機能安全開発のセーフティ設計概要

Atelier Inc. & WITZ Inc. © 2015 All Rights Reserved 2015/7/30 SECセミナー

安全目標(Safety Goal)とは

• 安全上守らなければならない機能要件

– 安全状態(Safety State)

– 安全時間(Safety Time)

例)電動パワステ(EPS)

安全目標

Safety Mechanism Main Function

例)意図しないセルフステア(電子制御システムが 勝手にハンドルを切る)が100ms以上発生しないこと

EPSの基本機能 部品が故障しても、安全目標を達成できるための対策 FTTI

ISO26262-1

安全分析にて考慮すべき故障のパターン

• 系統的原因故障(バグ) と ランダム HW 故障

• 単一故障 と 多重故障

– IEC 61508 では、単一故障のみ考慮

– ISO 26262 (自動車)では、2重故障まで考慮必要 – BS EN 50129 (鉄道)では、3重故障まで考慮必要

• 恒久故障 と 一時故障

– 一時故障の例)ノイズによるメモリ化け

• 従属故障

– ある故障が原因で、その影響を受け、別の箇所が故障する

• 共通原因故障

– 1つの原因により、複数箇所への同時故障が生じること – 例1)電源異常により、2マイコン共誤動作

– 例2)ノイズの影響(環境)により、 2マイコン共誤動作

– 例3)安全系のある変数が化け、各出力系全てが誤動作

– 例4)同一設計のソフトのため、同じ箇所にバグが存在

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潜在故障

• 安全策( Safety Mechanism ; SM )の潜在故障

安全機能

(これが故障すると 危険に直結)

安全策1

(安全機能が故障し ていないことを監視)

②異常を検出

⇒ フェールセーフ処理

①故障

安全機能

(これが故障すると 危険に直結)

安全策1

(安全機能が故障し ていないことを監視)

①先に故障

②後に故障

⇒ 危険 a) 安全なケース

b) 危険なケース

対策例

安全機能

(これが故障すると 危険に直結)

安全策1

(安全機能と安全策 2が故障していない

ことを監視)

安全策2

(安全策1が故障して

いないことを監視)

安全性能達成のための安全アーキテクチャの例

“Design Patterns for Safety-Critical Embedded

Systems” by Ashraf Armoush より

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安全分析が必要な工程

システム

安全要求仕様工程

システム

アーキテクチャ設計工程 安全コンセプト

ソフトウェア 安全要求仕様工程

ソフトウェア

アーキテクチャ設計工程

ソフトウェア モジュール設計工程

コーディング工程

ソフトウェア モジュールテスト工程

ソフトウェア 統合テスト工程

ソフトウェア 安全妥当性確認工程

システム 統合テスト工程

システム

安全妥当性確認工程

(HAZOP or FMEA)

and/or FTA

ハードウェア 安全要求仕様工程

回路設計

基板製作

HAZOP or FMEA

FMEDA

目的:故障が生じても危険にならないことの確認

故障挿入試験( FIT : Fault Injection Test )

システム

安全要求仕様工程

システム

アーキテクチャ設計工程 安全コンセプト

ソフトウェア 安全要求仕様工程

ソフトウェア

アーキテクチャ設計工程

ソフトウェア モジュール設計工程

コーディング工程

ソフトウェア モジュールテスト工程

ソフトウェア 統合テスト工程

ソフトウェア 安全妥当性確認工程

システム 統合テスト工程

システム

安全妥当性確認工程

ハードウェア 安全要求仕様工程

回路設計

基板製作

FIT

ISO26262

FIT

ISO26262

FIT

IEC61508, ISO26262

安全分析結果

目的:故障が生じても危険にならないことの確認(実物に対して)

※黄色の工程は、ISO 26262において 安全分析を行う必要のある工程です。

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ソフトウェアの誤動作に影響する故障原因 (Fault) の代表例

コンポーネント 故障モード

固着

タイムアウト 固着

データ化け 固着

データ化け 固着

データ化け

誤った命令の実行 命令が実行されない データの固着

アドレスの固着 データ化け

アドレス化け データの固着 アドレスの固着 データ化け

アドレス化け

クロック 周期の誤り

ソフトウェア ソフトウェアのバグ

スタックポインタ 命令デコーダ

ROM

RAM

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