“ 功能安全产品实现技术“系列讲座 第10讲 实用功能安.pdf

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1、第10讲摇实用功能安全设计技术解析摇谢亚莲,等“功能安全产品实现技术冶系列讲座第10讲摇实用功能安全设计技术解析ChapterX摇AnalysisonthePracticalDesignTechniquesforFunctionalSafety1,21,2谢亚莲摇廖丽华12(上海工业自动化仪表研究院,上海摇200233;上海仪器仪表自控检验测试所功能安全中心,上海摇200233)摘摇要:针对在设计和开发功能安全相关产品中控制失效的要求及标准中推荐的控制失效的技术和措施的建议,详述了控制随机硬件失效中对可变内存RAM进行诊断测试的Galpat测试法和March测

2、试法,并分析了这两种测试方法可测试的RAM故障类型,以及如何选择可变内存诊断测试方法。最后对控制系统性失效的部分技术措施进行了解析。关键词:功能安全摇控制失效摇安全完整性摇多样化冗余摇存储器单元摇单元阵列中图分类号:TP202摇摇摇摇文献标志码:AAbstract:Inaccordancewiththerequirementsofcontrolfailureandtherecommendedcontrolfailuretechniquesandmeasuresinrelatedstandardsfordesigninganddevelopingfunction

3、alsafetyrelatedproducts,theGalpattestmethodandMarchtestmethodfordiagnostictestofvariablememoryRAMincontrolofrandomhardwarefailurearedescribedindetail.ThefaulttypesofRAMthatcanbetestedwiththesetwomethods,andhowtoselectthetestmethodsforvariablememorydiagnosistestareanalyzed.Finally,so

4、meofthetechnicalsolutionsforcontrollingsystematicfailuresareresolved.Keywords:Functionalsafety摇Controlfailure摇Safetyintegrity摇Diversityredundancy摇Memoryunit摇Cellarray断的危险失效。同样控制系统性失效有利于在线控制0摇引言失效。在安全相关产品的实现过程中,为达到控制危险为了控制随机硬件失效,在标准IEC61508.2附失效的目的,需在软硬件的设计和开发中针对相应的录A中,表A.2~表A.14对构成安

5、全相关系统和产安全完整性等级选择合适的措施,以保证安全相关产品的所有可能的各功能模块给出了推荐的诊断技术品在运行中控制失效。控制失效是安全相关产品的内和措施,并推荐了在使用这些技术和措施时可实现的最高诊断覆盖率。当然对硬件模块的故障和失效在特性,这也是用于功能安全的安全相关产品有别于的诊断方法不只限于标准所给出的,还可使用其他普通产品的典型特性。技术和措施。这些技术和措施只要能提供相应的证安全相关产品的安全完整性包括硬件安全完整性据,保证支持所声明的诊断覆盖率。表A.15~A.17和系统性安全完整性,所以控制失效就是控制随机硬为每一安全完整性等级推荐了控制系统

6、性失效的技件失效和控制系统性失效。在运行中,不同的元器件术和措施。有不同的退化机理且以不同的速率退化,虽然硬件失下面就控制随机硬件失效和系统性失效所采用的效是不可控的,但硬件失效可以通过采用一定的方法一些技术和措施进行解析。诊断出来,所以可采用一些技术和措施检测出硬件的故障和失效,从而控制随机硬件失效。从功能安全的1摇控制随机硬件失效———可变内存理念来说,控制随机硬件失效本质上就是降低不可诊1.1摇可变内存的故障类型存储器的存储单元在逻辑上可用D触发器描述,修改稿收到日期:2014-02-28。对其操作是写入一位“1冶或者“0冶,写入的信息在下一第一作者谢亚

7、莲(1966-),女,1991年毕业于上海机械学院可靠性技次覆盖操作到来前一直保留。术专业,获硕士学位,高级工程师;主要从事可靠性技术和功能安全技术的研究。可变内存的功能模型如图1所示。92PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVol郾35No郾3March2014第10讲摇实用功能安全设计技术解析摇谢亚莲,等或运算(n为从0开始的存储器位数);榆读取该存储单位的值与运算后的值是否一致;虞如果不一致,报故障错误,程序停止执行;愚否则,重复执行步骤于~虞,直到该存储单位的每一位都测试完;舆重新按位初始化存储单位的值为1;余将存储单位的值

8、与1左移n位的值进行按位图1摇RAM功