Was ist Sicherheitsmechanismus?

Maßnahme, die Fehler erkennt und in einen sicheren Zustand übergeht oder ihre Auswirkungen eindämmt, bevor sie zu einem gefährlichen Ereignis führen. Beispiele sind ECC, Lockstep-CPUs, Watchdog-Timer, Spannungs- und Taktüberwachung sowie BIST.

Japanische Bezeichnung: 安全機構

„Sicherheitsmechanismus“ kommt in 7 Übungsfragen aus 1 Themen vor, z. B. Automobilhalbleiter und Funktionale Sicherheit.

Fachgebiet: Automobilhalbleiter und Funktionale Sicherheit

Jetzt üben: Fragen zu Sicherheitsmechanismus

Eine Schaltung mit einer Ausfallrate von 200 FIT erhält einen Sicherheitsmechanismus mit 99 % Diagnoseabdeckung. Wie hoch ist die Ausfallrate der Fehler, die vom Sicherheitsmechanismus nicht erkannt werden und verbleiben?

  1. A198 FIT
  2. B0,02 FIT
  3. C2 FIT
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Antwort: C. 2 FIT

Die Diagnoseabdeckung (DC) ist der Anteil der Fehler, die ein Sicherheitsmechanismus erkennen oder beherrschen kann. Die Ausfallrate der verbleibenden Fehler beträgt 200 × (1 − 0,99) = 200 × 0,01 = 2 FIT. 198 FIT ist die Ausfallrate der vom Sicherheitsmechanismus erkennbaren Fehler, 0,02 FIT ein Wert mit falscher Größenordnung bei der Multiplikation. Die Fehlerabdeckung des Fertigungstests gibt den Anteil der vor der Auslieferung gefundenen fehlerhaften Teile an, die Diagnoseabdeckung dagegen den Anteil der im Betrieb aufgetretenen Fehler, die sofort erkannt werden.

Welche Beschreibung des Funktionsprinzips einer Lockstep-CPU, die als Sicherheitsmechanismus in Kfz-Mikrocontrollern eingesetzt wird, ist richtig?

  1. AZwei CPU-Kerne teilen sich unterschiedliche Aufgaben, wodurch sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit etwa verdoppelt
  2. BZwei CPU-Kerne führen gleichzeitig dieselben Befehle aus, ihre Ausgänge werden in jedem Takt verglichen, und bei Abweichung wird ein Fehler gemeldet
  3. CWird ein Fehler gefunden, wird der CPU-Betrieb vorübergehend angehalten (Lock), auf eine Reserveschaltung umgeschaltet und der fehlerhafte Teil automatisch repariert, bevor der Betrieb fortgesetzt wird
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Antwort: B. Zwei CPU-Kerne führen gleichzeitig dieselben Befehle aus, ihre Ausgänge werden in jedem Takt verglichen, und bei Abweichung wird ein Fehler gemeldet

Bei Lockstep werden zwei identisch aufgebaute CPU-Kerne bereitgestellt, die dasselbe Programm ausführen, und ihre Ausgänge werden von einer Vergleichsschaltung abgeglichen. Ändert sich das Ergebnis eines Kerns durch einen Bitkipper infolge kosmischer Strahlung oder einen Schaltungsfehler, wird dies als Abweichung erkannt, sodass für CPU-Fehler eine hohe Diagnoseabdeckung erreicht wird. Da beide Kerne dieselbe Verarbeitung ausführen, entspricht die Leistung der eines Kerns. Da der Vergleich zweier Kerne allein nicht zeigt, welcher richtig ist, folgt auf die Erkennung ein Reset oder der Übergang in einen sicheren Zustand.

„Sicherheitsmechanismus“ in den Erläuterungen

Fragen mit „Sicherheitsmechanismus“ (7)

  1. Eine Schaltung mit einer Ausfallrate von 200 FIT erhält einen Sicherheitsmechanismus mit 99 % Diagnoseabdeckung. Wie hoch ist die Ausfallrate der Fehler, die vom Sicherheitsmechanismus nicht erkannt werden und verbleiben?
  2. Welche Beschreibung des Funktionsprinzips einer Lockstep-CPU, die als Sicherheitsmechanismus in Kfz-Mikrocontrollern eingesetzt wird, ist richtig?
  3. Welcher Sicherheitsmechanismus zur Taktüberwachung in Kfz-Mikrocontrollern ist geeignet?
  4. Welcher Sicherheitsmechanismus zur Spannungsüberwachung, wie er u. a. in Kfz-Stromversorgungs-ICs mit Unterstützung der Funktionalen Sicherheit vorgesehen ist, ist geeignet?
  5. Was ist das zutreffendste Beispiel für einen latenten Fehler (Latent Fault) im Sinne der ISO 26262?
  6. Welche Beschreibung des Fehlertoleranzzeitintervalls (FTTI) nach ISO 26262 ist richtig?
  7. Welche Beschreibung der bei der Bewertung der Funktionalen Sicherheit durchgeführten FMEDA (Fehlermöglichkeits-, Einfluss- und Diagnoseanalyse) ist richtig?

Verwandte Begriffe

ISO 26262 FIT Fehlerabdeckung (Fault Coverage) Lockstep-CPU Mikrocontroller Brown-out-Erkennung ECC (Fehlerkorrekturcode) FTTI (Fehlertoleranzzeitintervall) MTTF (mittlere Zeit bis zum Ausfall) FMEA (Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse)

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