車載半導体と機能安全

車載マイコンの安全機構として使われるロックステップCPUの仕組みとして正しいものはどれか。

  1. A2つのCPUコアに別々の処理を分担させ、処理の速さをおよそ2倍にする
  2. B2つのCPUコアに同じ命令を同時に実行させ、出力をクロックごとに比較して、一致しなければ故障として知らせる
  3. C故障が見つかるとCPUの動作を一時的に止め(ロック)、予備の回路に切り替えて故障した部分を自動で修理してから再開する
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正解:B. 2つのCPUコアに同じ命令を同時に実行させ、出力をクロックごとに比較して、一致しなければ故障として知らせる

ロックステップは、同じ構成のCPUコアを2つ用意して同じプログラムを実行させ、比較回路で出力を照らし合わせる方式です。宇宙線によるビット反転や回路の故障で片方の結果が変わると、不一致として検出できるので、CPUの故障に対して高い診断カバレッジが得られます。2つのコアは同じ処理をしているので性能は1コア分です。2つのコアの比較だけでは、どちらが正しいかはわからないため、検出後はリセットや安全な状態への移行を行います。

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