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安全機構とは

あんぜんきこう

故障を検出し、危険な事象に至る前に安全な状態へ移したり、故障の影響を抑えたりする仕組み。ECC、ロックステップCPU、ウォッチドッグタイマ、電圧やクロックの監視、BISTなどがある。

「安全機構」は、1分野の13問の練習問題に出てきます(車載半導体と機能安全など)。

この用語の分野: 車載半導体と機能安全

安全機構の練習問題に挑戦

安全に関係するハードウェアの故障率の合計が1000 FITで、そのうち単一点故障と残余故障(安全機構で検出されずに残る故障)の故障率の合計が5 FITのとき、単一点故障指標(SPFM)はいくらか。

  1. A99.5%
  2. B95%
  3. C99.95%
答えと解説を見る

正解：A. 99.5%

SPFMは、1から「単一点故障と残余故障の故障率の合計」を「安全に関係する故障率の合計」で割った値を引いて求めます。この例では1 − 5 / 1000 = 1 − 0.005 = 0.995なので99.5%です。ASIL Dの目安である99%以上を満たします。95%は割合を1桁大きく見積もった場合、99.95%は1桁小さく見積もった場合の値です。SPFMを高めるには、診断カバレッジの高い安全機構を加えて、検出されずに残る故障を減らします。

故障率200 FITの回路に、診断カバレッジ99%の安全機構を設けた。安全機構で検出されずに残る故障の故障率はいくらか。

  1. A198 FIT
  2. B0.02 FIT
  3. C2 FIT
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正解：C. 2 FIT

診断カバレッジ(DC)は、安全機構が検出したり制御したりできる故障の割合です。残る故障の故障率は200 × (1 − 0.99) = 200 × 0.01 = 2 FITになります。198 FITは安全機構が検出できる側の故障率で、0.02 FITは掛け算の桁を誤った値です。製造テストの故障検出率は出荷前に不良品を見つける割合を表しますが、診断カバレッジは使用中に起きた故障をその場で見つける割合を表す点が違います。

解説の中の「安全機構」

「安全機構」が出てくる問題(13問)

  1. 安全に関係するハードウェアの故障率の合計が1000 FITで、そのうち単一点故障と残余故障(安全機構で検出されずに残る故障)の故障率の合計が5 FITのとき、単一点故障指標(SPFM)はいくらか。
  2. 故障率200 FITの回路に、診断カバレッジ99%の安全機構を設けた。安全機構で検出されずに残る故障の故障率はいくらか。
  3. 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。
  4. 車載マイコンのクロック監視の安全機構として適切なものはどれか。
  5. 機能安全に対応した車載用の電源ICなどに設けられる電圧監視の安全機構として適切なものはどれか。
  6. ISO 26262のASILについての説明として正しいものはどれか。
  7. 単一点故障指標(SPFM)について、ASIL Dで求められる目標値の目安として正しいものはどれか。
  8. ISO 26262でいう潜在故障(レイテントフォールト)の例として最も適切なものはどれか。
  9. ISO 26262のフォールトトレラント時間間隔(FTTI)の説明として正しいものはどれか。
  10. 車載マイコンで、電源を入れたときや走行の前などに、ロジックBISTやメモリBISTを実行する機能安全上の主な目的はどれか。
  11. ISO 26262のSEooC(Safety Element out of Context)の説明として正しいものはどれか。
  12. 機能安全の評価で行うFMEDA(故障モード・影響・診断解析)の説明として正しいものはどれか。
  13. 自動車の規格ISO 26262とISO/SAE 21434の違いとして正しいものはどれか。

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関連する用語

マイコン(マイクロコントローラ) ISO 26262 SPFM(単一点故障指標) ASIL(自動車安全度水準) 診断カバレッジ FIT 安全目標 ECC(誤り訂正符号) 故障検出率(フォールトカバレッジ) ロックステップ

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