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面向汽车应用的高可靠性电控单元研究

张伟  
【摘要】:作为汽车控制的核心部件,电子控制单元的质量和可靠性直接影响到整车的操纵以及交通安全。电子控制单元的日益增多和人类生命财产安全的重要性,都表明了汽车电子控制单元的可靠运行或者系统在出现故障时安全停机是势在必行。这使得汽车领域迫切的需要汽车安全技术的研究和相关标准的指导。 在汽车安全标准领域,本文对国际安全标准IEC61508的核心思想风险评估、安全完整性和安全生命周期进行分析,并且对其在安全生命周期内各个阶段的工作做了总结。此外,本文从体系结构角度重点分析了飞思卡尔MPC5643L安全芯片的可靠性设计技术,并且通过对该芯片进行马尔可夫建模,详细介绍了IEC61508功能安全认证中对硬件安全完整性水平进行分析计算的方法。 本文针对单点失效,借鉴飞思卡尔MPC5643L芯片核心设计思想,采用锁步模式,通过硬件模块复制和存储器中添加检二纠一码以及三模冗余,将复制部分信号通过比较单元进行对比,并且通过故障处理单元收集和处理来自比较单元和存储器的故障信号。将设计的双模冗余可靠性系统在SoCLib仿真平台上进行实现,并证明系统设计的正确性和可行性。 本文在双模冗余可靠性系统中,采用故障注入的方式为各个复制模块注入故障,进行精确的系统可靠性分析。在存储器可靠性方面,通过注入单位故障和双位故障,对检二纠一码特性进行验证。


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