1、TV南德意志集团数字世界的 功能安全性从芯片设计到整个系统设计的智能解决方案电子书摘要随着数字化和自动化技术发展， 电子、 电气或可编程电子系统 （E / E / PES） 在安全应用领域的应用日益普遍。 现如今， 复杂性和连通性日益提高， 这对系统和发电厂技术的功能安全性提出了新的要求， 同时， 此前独立应用之间的关系也越来越密切。 鉴此， 为了确保系统的安全性和可靠性， 跨学科专业知识与技术愈加重要。 因此， 出现了全新功能安全应用， 例如： 与人类携手合作的协作机器人。 另外， 这些发展趋势也体现在标准化水平方面。 实现安全要求时， 现行标准针对落实全新需求设定了起点。 本TV 南德意志

2、集团电子书总结了当前的趋势和挑战， 并概述了功能安全性所带来的机遇。 在整个设计和开发阶段， 第三方审核和测试活动在所有应用程序中发挥关键作用。 这一主题将会吸引系统、 零部件和机器制造商以及工厂和基础设施业主或经理的 关注。2数字世界的功能安全性 | TV南德意志集团目录1 简介 32 功能安全领域的发展趋势和挑战问题 4 具有安全功能的现代化半导体4 更加严格的要求医疗器械行业面临的机遇 5 机械行业： 保护性战略方式转变6 核工业对于起重设备的巨大需求 7 燃烧系统的修订后版本8 过程工业中的安全仪表系统9 不断完善的铁路行业信号系统 10 设备安装工程中的工业IT安全 11 将功能安全

3、作为一项管理责任123 结论133TV南德意志集团 | 数字世界的功能安全性1. 前言20世纪70年代， 意大利北部塞韦索（Seveso） 地区化工厂由于二恶英泄露导致过热问题， 引发了一些无法控制的反应， 功能安全这一主题由此进入人们的关注视野。 此后，更加严格的工业安全规范纷纷出台， 为国际标准的诞生奠定基础。从交通运输、 医疗保健和医疗器械到发电厂或游乐场以及游乐设施的设计， 功能安全已成为各行各业中的一项重要课题。 因此， 制造商和运营商应将产品和设备的质量和安全性放在首位， 以保护人员、 财产和环境， 使其免受技术风险的影响。随着新应用的发展， 连通性日益提高， 标准化环境正在发生变

4、化。 协作机器人领域 （人与机器共同合作） 就是其中一项典型案例。 这一创新领域需要具备综合全面的功能安全方法， 强调全部应用-包括特定和通用系统-中对于专业知识和资深经验的需求。 其他项目需要掌握包括从设计和开发到制造和安装、测试、 认证、 投入使用和退役的各个项目阶段不同应用领域专业知识。因此， 测试和认证机构需要提供综合全面的国际化服务， 确保能够向业主、 管理人员和制造商提供一站式的跨学科的专业支持以及全面的国际化审批服务。4数字世界的功能安全性 | TV南德意志集团2. 功能安全领域的发展趋势和挑战问题具有安全功能的现代化半导体在功能安全嵌入式系统中使用复杂半导体， 必须确保微型化，

5、 目的是减少所占面积， 降低成本。 另外， 现代化设计具有兼容性、 可重用性和嵌入式安全功能特点要求。 导致芯片上已经开始采用配备安全机制的pCs， FPGAs和ASICs， 如锁步架构或内存完整性测量。 该领域的挑战问题是创新周期短， 设计复杂程度高， 集成密度增加。这些方面对此类设备的功能安全性评估工作产生了巨大的影响。 例如，必须将由新技术引发的新故障模式纳入到考虑范围当中。 以片上系统（SoC） 为例， 必须评估从属故障情况。 已知的故障模式 （如瞬态故障）在小型结构一体化背景下的相关性提高。此外， 必须开发能够证明安全措施有效性的充分验证方法。 由于复杂性大大增加， 需要采用优质开发

6、和使用周期过程， 以确保系统故障始终处于较低水平。 最后， 在编制关于系统一体化完整性的用户文档时， 必须非常小心。 因此， 必须根据现有技术和具体技术解释并扩展通用规范要求。设计和制造过程评估是规避系统故障后果出现的另一项关键因素。除上述内容之外， 半导体零部件用户还需要借助内容丰富、 信息完整的文档来实现安全直观的系统设计。 所有这些都需要掌握全面的专业知识与技能。“半导体领域面临创新周期短，集成密度增加的挑战。 确保标准能够体现出最先进的技术就是挑战问题之一。 ”Matthias Ramold全球功能安全负责人TV南德意志集团铁路部5TV南德意志集团 | 数字世界的功能安全性更加严格的要