驾“芯”就熟，满足ISO 26262标准的车规级芯片设计流程

在新能源汽车急速发展的今天，汽车电子化，电气化，网联化已经获空前繁荣，更多电子设备不断被引入到车辆上，汽车芯片的使用量也随之不断增多，对其性能与质量的要求也在不断提高。设计更好的芯片不仅可以让汽车的功能更强悍，质量更稳定，更能够让车企在激烈的市场竞争中获取先机。

车规级芯片开发规范以及所面临的挑战

大量芯片项目本身并不能够按照预期的目标实施，例如，目前68% of ASIC 项目晚于进度，70% of ASIC项目需要重新流片，超过 50% 项目时间用于验证，而50%重新流片是由逻辑或功能缺陷造成的。设计错误，追朔不利，以及细节沟通三个方向是造成芯片功能缺陷的根本原因。而车规级芯片开发的规范标准是避免芯片在实际使用中出现致命问题的法宝。

车规级芯片一般要满足AEC-Q和功能安全ISO 26262等两大标准，才能被称为车规级芯片。

ISO 26262是全面规范汽车芯片功能安全的基本规则，该标准涵盖功能性安全方面的整体开发过程（包括需求规划、设计、实施、集成、验证、确认和配置）。能够保证芯片及运行与芯片上的软件功能正常而不发生突发问题，实施正常告警和安全。

要想通过ISO 26262，芯片厂商需要从芯片设计研制开始就以相对应的标准作为目标进行设计。包括芯片全生命周期的功能安全要求。

车规级芯片的锚定——功能安全标准ISO 26262

最早发布的功能安全标准是IEC 61508标准，ISO 26262 标准既是在IEC 61508的基础上而设计，显然ISO 26262呈现出了不同的结构多个层级和细节。

值得注意的是，最近更新的2018年第二版中，新增了半导体功能安全相关的第11章节。详细描述了功能安全在半导体领域的基本概念和理论，并列举了不同类型的半导体器件中需要考虑功能安全方面的要求，除了半导体从业者研发参考，同时也为OEM集成商提供了参考。

ISO 26262 -11 semiconductor标准指南中也详细叙述了芯片数字部件设计期间检测或避免系统故障的技术或措施示例：

基于标准化开发过程开发数字组件。证明在数字组件开发过 程中采取了足够的措施来避免系统故障的示例。

用基于模型设计方法匹配车规级芯片功能安全开发流程的先进工具

MATLAB/Simulink 作为行业领先工具，为车规级芯片设计提供了包括模块化设计、功能验证、自动化设计工具等，全面兼容ISO 26262-11 semiconductor的内容所提出的开发要求。

MATLAB/Simulink集成了优秀的开发环境，例如对于ISO 26262-11 table31中的模块化设计，可以利用System Composer组件细化设计和分析系统架构与软件架构同时分配需求，建立可追溯性。针对特定设计问题生成模型图，使用模块图、序列图等形式描述系统级行为。

对于ISO 26262-11 table28中的功能测试，MATLAB提供丰富的汽车芯片应用的功能测试环境，包括5G通讯，电机驱动，电池管理，毫米波雷达信号处理，AEB，以及图像语义分割等组件。

覆盖率驱动验证，MATLAB提供自动化的测试、验证、代码生成工具，Simulink Coverage 测量模型和生成代码中的测试覆盖率，Simulink Design Verifier使用形式化方法识别设计错误。

硬件设计验证 MathWorks提供了基于模型的设计流程研发ASIC/FPGA支持ISO 26262，HDL Verifier 支持FPGA-in-loop以及VHDL/Verilog高层硬件描述语言等多种验证方法。

Fixed-Point Designer自动化ASIC定点设计。目前，Allegro Microsystems，Mobileye，Renesas Electronics在内的主流芯片厂商都在使用MathWorks的产品。NXP以及Infineon也在用MATLAB研发和验证其雷达IC和自动驾驶相关芯片。

当然，设计流程的最后一步是利用Polyspace作为验证工具，对ISO 26262所提出的芯片底层软件功能安全的验证。

进一步防止运行时错误（run-time error）等问题，此前多次汽车的召回事件亦是此类事件。其中Polyspace Bug Finder组件可以对ISO 26262 Part 6所提出对软件标准要求进行覆盖，而Polyspace Code Prover能够对ISO 26262 Part 6内容所提到的需求做进一步的增强。