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ANSYS的博客

2022年4月7日

推动创新,加速上市,严格的安全分析

Ludovic Rota了解确保关键任务产品功能安全的重要性。作为onsemi的功能安全专家,Rota每天的任务不仅是识别公司半导体解决方案中的潜在设计缺陷,还要将其映射到安装这些缺陷的更大产品系统的实际影响中。

Rota的工作对onsemi来说尤其重要,因为它为其超过80,000个单独的半导体产品提供了前所未有的需求。该公司的2021年营收67.4亿美元同比增长28.3%,这在一定程度上归功于电动汽车、高级驾驶辅助系统(ADAS)、替代能源和工业自动化市场的爆炸式增长。

当onsemi解决方案被整合到这些和其他客户产品系统中时,它们必须完美地运行,以提供高水平的性能,同时保护人类健康和安全。即使onsemi将创新的新设计推向市场以满足暴涨的需求并支持不断扩展的客户应用,它也必须对每个组件和产品系统进行极其严格的安全分析。

onsemi

在近20年的职业生涯中,Rota大部分时间都在onsemi及其前身安森美半导体工作,他为onsemi全球功能安全团队(由ISO 26262和P2851标准委员会成员Yves Renard领导)做出了贡献,为功能安全分析定义了最佳实践和相关的先进技术套件,以应对这一复杂的挑战。

用科学取代艺术的必要性

为了确保最高水平的功能安全,Rota强调,必须尽可能用科学分析取代人为判断。这在Rota和他的团队进行安全分析时非常重要,包括但不仅限于故障模式、影响和诊断分析FMEDA) -组件。然后,当客户集成组件时,他们通过使用组件的安全分析来帮助客户进行自己的系统安全分析。

他解释说:“模拟可以帮助半导体工程师以数字和科学的方式研究半导体组件的组成部分,例如单个电路。”“研究一个特定的低级电路相对容易,我们称之为‘模块’,并自信地说它将按预期的方式运行,因为我们正在研究直接的、基于物理的问题。我们可以识别故障,如电气短路或断线,并相对容易地解决这些问题。”

根据Rota的说法,真正的安全挑战是当所有这些模块连接在一起形成一个“块”时。块通过将多个模块组合在一起来提供更高级别的功能。在这个更复杂的系统中,特定模块的任何故障都可能引发更大的故障模式,这可能会阻碍onsemi遵守ISO 26262等功能安全标准的能力,并阻碍其产品自信地进入汽车市场。

Rota说:“传统上,安全分析师在研究集成半导体模块时必须运用大量的专家判断。“与其说这是一门科学,不如说是一门艺术。识别块级故障并将其直接与较低级别组件中的故障联系起来,即使不是不可能,也是很困难的。由于受到人类推理和认知的限制,因果关系往往没有得到很好的理解。分析师不得不依靠自己的判断,以及一个耗时的试错过程,以确保区块在安全方面正常运行。”

鉴于onsemi致力于极致的产品创新,加速产品上市速度,以及不妥协的产品安全,onsemi全球功能安全团队知道公司需要更好、更科学的分析基础。

用Ansys medini解释因果关系

多年来,罗塔一直在使用Ansys medini对集成半导体模块进行建模和分析,以确保其复杂的架构在安装到客户的最终产品(如乘用车)中时能够提供安全、可靠和可预测的性能。medini使Rota和他的分析师团队能够快速无缝地为每个模块的许多组件、连接和接口建模,然后识别可能的故障模式。

当潜在的顶级故障被标记出来时,Rota指出,medini可以简单直接地将该故障直接与较低级别组件中的设计错误联系起来。

“Ansys medini使我们能够以科学的方式绘制因果关系,而不是依赖于人类的判断或猜测,”罗塔说。“它为我们提供了识别顶级问题并达成解决方案所需的信息。低级模块的FMEDA和高级模块的FMEDA之间存在直接联系。”

经过多年利用medini的建模和分析能力,Rota无法想象用任何其他方式来进行这一重要发现。

他说:“在onsemi, medini就像一个‘安全分析座舱’,把所有需要的信息放在一起,并以一种合乎逻辑的方式显示给我们。”“我们可以看到区块中的所有关系和依赖关系。设计的复杂性被简化和映射。低级断层和高级断层之间的联系是显而易见的,所以我们不必再猜测了。”

快速推出新设计,充满信心

半导体制造商面临的巨大压力不会很快消失。在可预见的未来,onsemi将继续面临挑战,通过稳定的创新半导体解决方案来满足急剧增长的需求,这些解决方案提供更高的功率,更小的尺寸和其他性能特征。

随着onsemi进入市场,其工程团队需要在产品开发和系统集成的每个阶段进行彻底而全面的功能安全分析,以便在一系列苛刻的应用中提供可靠的性能。Medini帮助实现开发速度和分析严谨性之间的谨慎平衡,为下一代半导体解决方案提供动力。

通过点播观看Ludovic Rota在2021 Ansys数字安全会议上的演讲,了解onsemi在功能安全分析方面的最佳实践数码安全会议

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