软谬妄驻守技巧在车规MCU中诈欺
在大气层内,宇宙射线粒子与大气分子发生核响应生成大气中子。大气中子入射微电子器件或电路将会诱发单粒子效应(SEE),效应类型主要有单粒子翻转(SEU)、单粒子瞬态(SET)、单粒子锁定(SEL)、单粒子功能中止(SEFI)等。跟着半导体工艺的发展,微电子器件的特征尺寸不息迁延、责任电压不息缩小、责任频率不息增多,使得发生SEE所需要的临界电荷权贵缩小,更容易引起大气中子SEE,导致自动驾驶汽车电子系统的安全隐患增多。
好意思国Actel公司分析了0.22μm工艺SRAM FPGA器件,未经抗发射加固的FPGA器件在海拔5000英尺高度大气中子SEE引起的软谬妄率为4375 FIT(FIT为故障率度量单元,在109个责任小时内出现一次故障界说为1 FIT)。日立公司的Takumi Uezono等东谈主分析了汽车90nm —130nm工艺电子系统微截止单元(MCU)的大气中子发射脾气,实际发现四款MCU未经ECC修正的软谬妄率为0.1—0.2 FIT。工业和信息化部电子第五商榷所对国产的三款车载信息文娱系统和智能车辆姿首系统开展了大气中子辐照捕快,捕快发现28nm工艺MPU的SEFI截面和软谬妄率进步ISO 26262-5标准中B类立地硬件故障条款的100 FIT。
按照512KB SRAM车规芯片为例,该器件为车规级器件,单粒子翻转次数为:
N= δSEU x C x t x Ф (1)
式中,N代表SEU数,单元为次;δSEU代表中子SEU截面,单元为cm^2·bit^-1;C代表被测SRAM存储器的总容量,单元为bit;t代表时辰,单元为h;Φ代表该地区大气中子通量,单元为cm^-2·h^-1。δSEU—中子SEU截面,关于某MCU芯片SRAM存储器,设定其特征尺寸为65nm,阐发中国科学院国度空间科学中心缔造的数据库,可知典型65nm SRAM存储器的翻转截面数据约为8.1×10^-14 cm^2·bit^-1。
C — SRAM存储器总容量,关于某MCU芯片的SRAM存储器,内存大小512 KB,即(512 × 1024 × 8)bit。
t — 时辰,时辰为1年,即8760h。
Φ — 大气中子通量,相聚器件的诈欺场景,以华南地区和西南地区为例,华南地区(广州)大气中子通量为5.54 cm^-2·h^-1,西南地区(羊八井)大气中子通量为90.6 cm^-2·h^-1。
上述数据代入公式(1),预估其在华南地区一年内发生单粒子翻转的次数约为0.016次(1882FIT),在西南地区一年内发生单粒子翻转的次数约为0.26次(30780FIT)。
上述数据标明,512KB SRAM车规芯片存储介质(一般高功能安全品级车规芯片SRAM大于512KB)在华南地区SER打算为1882FIT,精深于车规芯片条款,ASIL-D品级车规MCU条款小于10 FIT,为了豪放ISO26262条款,需要惩处软谬妄问题。关于软谬妄汽车MCU问题进行商榷和探索,领受新技巧惩处软谬妄等车规MCU痛点记号着国产替代的技巧窜改升级。
国里面分车规MCU厂家照旧开展商榷和假想责任,远程于擢升车规MCU可靠性,在软谬妄驻守上北京国科环宇科技股份有限公司是国内商榷最早并照旧产业化落地的公司。国科环宇为惩处大气中子效轻率器件所带来的软谬妄影响,从器件底层机理启程,研制基于领土加固的抗软谬妄加固措施。通过对传统工艺的标准单元库进行系统性加固,从头假想一套新的具备SER打算的单元库,依托该单元库所假想的芯片不错从底层惩处软谬妄的问题。
国科环宇照旧量产投片车规MCU芯片AS32A601,AS32A601是国科环宇公司研制的一款基于32位RISC-V领导集MCU家具。家具具有丰富的Flash容量、赞助ASIL-B品级的功能安全ISO26262,同期具有高安全、低失效、多IO、低资本等特色。可诈欺于汽车雨刷、座椅、车窗、车灯等车身截止限制。
AS32A601照旧在中国科学院国度空间科学中心进行激光模拟粒子捕快,捕快收尾精良,诠释注解AS32A601具有精良的抗软谬妄才气,不错从芯片工艺级擢升车规芯片功能安全品级,和冗余备份、ECC刷新等安全假想比较,资本和功耗更低,不错权贵减少芯片假想和考据周期。当今AS32A601照旧在头部汽车公司进行测捕快证。