EBV- und Freescale-Initiative »Functional Safety« – mit Fokus auf Automotive, Medical, Industrial und Avionik
Wie entwickelt man Baugruppen »safe«?
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Bausteine mit »integrierter Sicherheit«
An diesem Punkt setzen EBV und Freescale mit ihrer gemeinsamen Inititiative »Functional Safety« an: Produktseitig konzentriert sich die Inititiative auf die neue PXS20-Mikrocontroller-Familie von Freescale: Sie ist speziell für Industrieanwendungen mit besonderen Anforderungen an die funktionale Sicherheit konzipiert und trifft daher die Anforderungen der EBV-Kunden sozusagen im Kern. Die als Single-Chip mit zwei Rechenkernen realisierten PXS20-Bausteine bieten laut Ralf Lehmann, Senior Product Marketing Engineer von Freescale, eine kosteneffiziente Alternative zu herkömmlichen, auf mehreren ICs basierenden Sicherheitssystemen. »Mit dieser unkomplizierten Lösung gestaltet sich eine Zertifizierung des Systems deutlich einfacher, die Entwicklung geht schneller, und die Komplexität des Systems sinkt«, so Lehmann. Alle Bausteine der PXS20-Familie basieren auf einer Sicherheitsplattform mit zwei Rechenkernen. Das Sicherheitssystem ist für Systeme nach IEC 61508 SIL 3 (Safety Integrity Level) konzipiert. Für die kritischen Elemente der MCU wie den CPU-Kern, Memory Controller, Timer, Watchdogs und andere Funktionen gewährt Freescale auf dem Chip Redundanz. »Darüber hinaus können die PXS20-Bausteine bis zu zwei BLDC-Motoren oder mehrere Aktuatoren ansteuern und eignen sich daher sehr gut für unterschiedliche Industrieanwendungen«, erklärt der Freescale-Ingenieur.
Die PXS20-MCU-Familie ist wiederum Bestandteil des Freescale-eigenen SafeAssure-Programms, das neben einer ganzen Palette von MCUs, Sensoren und Analog-ICs nicht nur die besonderen Aspekte und die Unterstützung zum Thema »Funktionale Sicherheit« abdeckt, die unter anderem die entsprechenden Softwarepakte, Tools, Trainings, Dokumentationen zum Thema Sicherheit und technischen Support beinhaltet. Zur Verfügung stellt Freescale außerdem unterstützende Dokumentationen rund um die funktionale Sicherheit, unter anderem ein Sicherheits-Manual sowie eine FMEDA (Dynamic Failure Modes, Effects and Diagnostic Analysis).
Das gemeinsame Programm soll die Kunden für dieses Thema sensibilisieren und den Weg zur Zertifizierung der Endprodukte erleichtern. Gleichzeitig sei das Programm aber keine gegenseitige »Ausschließlichkeit«, betonen die Partner: »Wir haben auf einem schwierigen Terrain einen gemeinsamen Schritt getan«, das heißt natürlich nicht, dass wir hier nicht auch mit anderen Partnern zusammenarbeiten«, betonen Friedrich und Lehmann. Wobei Freescale, nicht zuletzt durch die jahrelange Erfahrung in der Entwicklung und der Fertigung von Automotive-Bausteinen bei der funktionalen Sicherheit, sicher zu den für das Thema prädestiniertesten Halbleiterherstellern zählt. Von Vorteil für die europäischen Kunden ist laut Friedrich auch, dass das Thema Functional Safety bei Freescale im Design Center in München verankert ist, wo auch entwickelt wird und bei Bedarf der direkte Weg zu den Produktspezialisten von Freescale somit kurz und unkompliziert ist. Einen Teil des FAE-Teams von EBV hat Freescale im Rahmen der gemeinsamen Functional-Safety-Initiative speziell auf die Freescale-Produkte geschult und gewährt ihnen einen tieferen Einblick in das Design, als das normalerweise üblich wäre.
Design-Daten direkt vom Hersteller
Während bei einem Widerstand das Datenblatt ausreicht, braucht der Kunde für die Zertifzierung seiner Baugruppe oder seines Systems für die Halbleiter wesentlich umfangreichere Informationen. Diese gehen allerdings weit in das Fertigungs- und Prozess-Know-how des Halbleiterherstellers hinein, weshalb die Verfügbarkeit in der Breite noch immer sehr streng reglementiert ist: »Im Industriesegment lässt sich die Verbreitung solcher sensibler Daten kaum steuern, deshalb sind wir hier entsprechend vorsichtig«, erklärt Lehmann. Aber die Informationen, die der Kunde für seinen Zertifzierungsprozess benötige, bekomme er natürlich jeweils individuell, stellt Lehmann klar.
Der Halbleiter ist allerdings nur die halbe Miete im Zertifizierungsprozess des Endproduktes, weiß Friedrich: »Beim Kunden entsteht durch solche vorzertifzierten Bausteine oft der Eindruck: »Das reicht aus und es sei ganz einfach, eine Zertifizierung zu bekommen« – das ist aber mitnichten so.« Schließlich, so Friedrich, muss das komplette Konzept des Kunden tragfähig sein.
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