Implementierung der funktionalen Sicherheit auf Zynq UltraScale+ MPSoC-SOMs

Update: 9. Dezember 2023

Die iWave Functional Safety Solution nutzt zertifizierte Xilinx Geräte und Werkzeuge, um die Sicherheitsanforderungen Ihrer Anwendung schnell zu erfüllen. Sicherheitskritische Anwendungen wie Automobilindustrie, industrielle Motorsteuerung, Avionik und viele andere erfordern eine hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Um diese Anforderungen zu erfüllen und die erforderlichen Safety Integrity Levels (SILs) oder Automotive Safety Integrity Levels (ASILs) zu erreichen, ist es notwendig, weiche Fehler zu mindern und Redundanz zu implementieren, um eine bessere Toleranz gegenüber harten Fehlern zu erreichen. iWave nutzt eine Reihe von Lösungen von Xilinx und bietet außerdem die Möglichkeit, diese zu testen und zu integrieren, um die Sicherheitsanforderungen Ihrer Anwendung zu erfüllen.

Sondermaschinen: Sicherheitskritische Anwendungen wie Avionik-Steuerungssysteme, Automobil und industrielle Motorsteuerung.

UltraScale+ REM-IP: Xilinx UltraScale+ Soft Error Mitigation (SEM) IP wird verwendet, um SEU innerhalb von . zu erkennen und zu korrigieren FPGA Konfigurationsspeicher. SEM IP handhabt Soft Errors sehr effizient, etwa 99.7 % der Soft Errors sind mit SEM IP korrigierbar, daher bietet es eine Methode zur besseren Verwaltung von Effekten auf Systemebene, die durch Soft Errors verursacht werden.

TMR MicroBlaze-Subsystem: Triple Modular Redundancy ist eine der effektivsten Lösungen für den Umgang mit Soft Errors in sicherheitskritischen Anwendungen. Das TMR MicroBlaze-Subsystem implementiert dreifache MicroBlaze-Softcores zusammen mit dreifachen Speichern, E/A und anderen kritischen Blöcken. Die Ausgänge dieser dreifachen Blöcke werden mehrheitlich abgestimmt und Komparatoren zugeführt, um die Auswirkungen von Soft Errors abzuschwächen. Der Xilinx MicroBlaze-Compiler wurde von SGS TÜV Saar für die Einhaltung von IEC 61508:2010 bis SIL 4 und ISO 26262:2011 bis ASIL D zertifiziert.

Isolationsdesign-Flow: Der Isolations-Design-Flow ermöglicht, dass sowohl Sicherheits- als auch Nicht-Sicherheitsfunktionen auf einem einzigen Chip vorhanden sind, ohne die Funktionalität des anderen zu beeinträchtigen. Der Isolationsdesign-Flow trägt auch dazu bei, Einzelereignisfehler zu reduzieren, wenn redundante Blöcke auf demselben Chip implementiert sind. Xilinx IDF flow ist Teil von Xilinx Vivado, das vom TÜV Süd gemäß IEC 61508-3:2010 und ISO 26262-8:2011 zertifiziert wurde.

ARM Cortex R5 LockStep-Modus: Der LockStep-Betriebsmodus ist eine der leicht erreichbaren dualen modularen redundanten Lösungen, um Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC-Geräte verfügen über Dual-Core-ARM-Cortex-R5-Prozessoren im Low-Power-Bereich, die für sicherheitskritische Anwendungen im Lockstep-Modus betrieben werden können. Die Low Power Domain von Zynq MPSoC wurde von Exida zertifiziert, um die Anforderungen von IEC 61508:2010 Teil 1, 2, 3 bis SIL 3 mit HFT von 1 und ISO 26262:2011 Teil 2, 4, 5, 6 zu erfüllen. 7, 8, 9, 10 bis ASIL C.

XMPU und XPPU: Zynq MPSoC umfasst mehrere Verarbeitungs-Subsysteme, darunter APU, RPU, PMU, CSU und eine benutzerdefinierte Anzahl von MicroBlaze-Softprozessoren, die in PL implementiert sind. Wenn eines der Verarbeitungssubsysteme sicherheitskritische Anwendungen ausführt, können der Speicher oder die Peripheriegeräte, die von diesem Verarbeitungssystem verwendet werden, isoliert werden und sein Zugriff wird auf andere Verarbeitungssubsysteme beschränkt. Die Xilinx Memory Protection Unit und die Xilinx Peripheral Protection Unit helfen dabei.

Kundendienst:

iWave System ist weltweit führend im Design und Herstellung von hochskalierbaren FPGA- und SoC-Systemen auf Modulen und Computerplattformen. Mit über 21 Jahren Erfahrung im Design und der Entwicklung von FPGA-basierten Lösungen und einem Schwerpunkt auf den Branchen Industrie, Medizin und Automobilindustrie ist iWave bestrebt, Ihr zuverlässiger Partner zu sein Technologie Partner. iWave hilft Kunden, ihren Produktdesign- und Entwicklungszyklus durch ein breites Portfolio an eingebetteten Lösungen zu verkürzen.

Durch über 15 Jahre Partnerschaft ist iWave Systems ein zertifiziertes Alliance-Mitglied des XILINX Alliance-Programms, das strenge Schulungsanforderungen erfüllt, ein tiefes Verständnis der Xilinx-Technologie bewahrt und globalen Kunden das höchste technische Know-how bietet und letztendlich Ihre Markteinführungszeit verkürzt .