在新能源汽車急速發(fā)展的今天，汽車電子化，電氣化，網(wǎng)聯(lián)化已經(jīng)獲空前繁榮，更多電子設備不斷被引入到車輛上，汽車芯片的使用量也隨之不斷增多，對其性能與質量的要求也在不斷提高。設計更好的芯片不僅可以讓汽車的功能更強悍，質量更穩(wěn)定，更能夠讓車企在激烈的市場競爭中獲取先機。

車規(guī)級芯片開發(fā)規(guī)范以及所面臨的挑戰(zhàn)

大量芯片項目本身并不能夠按照預期的目標實施，例如，目前68% of ASIC 項目晚于進度，70% of ASIC項目需要重新流片，超過 50% 項目時間用于驗證，而50%重新流片是由邏輯或功能缺陷造成的。設計錯誤，追朔不利，以及細節(jié)溝通三個方向是造成芯片功能缺陷的根本原因。而車規(guī)級芯片開發(fā)的規(guī)范標準是避免芯片在實際使用中出現(xiàn)致命問題的法寶。

車規(guī)級芯片一般要滿足AEC-Q和功能安全ISO 26262等兩大標準，才能被稱為車規(guī)級芯片。

ISO 26262是全面規(guī)范汽車芯片功能安全的基本規(guī)則，該標準涵蓋功能性安全方面的整體開發(fā)過程（包括需求規(guī)劃、設計、實施、集成、驗證、確認和配置）。能夠保證芯片及運行與芯片上的軟件功能正常而不發(fā)生突發(fā)問題，實施正常告警和安全。

要想通過ISO 26262，芯片廠商需要從芯片設計研制開始就以相對應的標準作為目標進行設計。包括芯片全生命周期的功能安全要求。

車規(guī)級芯片的錨定——功能安全標準ISO 26262

最早發(fā)布的功能安全標準是IEC 61508標準，ISO 26262 標準既是在IEC 61508的基礎上而設計，顯然ISO 26262呈現(xiàn)出了不同的結構多個層級和細節(jié)。

值得注意的是，最近更新的2018年第二版中，新增了半導體功能安全相關的第11章節(jié)。詳細描述了功能安全在半導體領域的基本概念和理論，并列舉了不同類型的半導體器件中需要考慮功能安全方面的要求，除了半導體從業(yè)者研發(fā)參考，同時也為OEM集成商提供了參考。

ISO 26262 -11 semiconductor標準指南中也詳細敘述了芯片數(shù)字部件設計期間檢測或避免系統(tǒng)故障的技術或措施示例：

基于標準化開發(fā)過程開發(fā)數(shù)字組件。證明在數(shù)字組件開發(fā)過 程中采取了足夠的措施來避免系統(tǒng)故障的示例。

用基于模型設計方法匹配車規(guī)級芯片功能安全開發(fā)流程的先進工具

MATLAB/Simulink 作為行業(yè)領先工具，為車規(guī)級芯片設計提供了包括模塊化設計、功能驗證、自動化設計工具等，全面兼容ISO 26262-11 semiconductor的內(nèi)容所提出的開發(fā)要求。

MATLAB/Simulink集成了優(yōu)秀的開發(fā)環(huán)境，例如對于ISO 26262-11 table31中的模塊化設計，可以利用System Composer組件細化設計和分析系統(tǒng)架構與軟件架構同時分配需求，建立可追溯性。針對特定設計問題生成模型圖，使用模塊圖、序列圖等形式描述系統(tǒng)級行為。

對于ISO 26262-11 table28中的功能測試，MATLAB提供豐富的汽車芯片應用的功能測試環(huán)境，包括5G通訊，電機驅動，電池管理，毫米波雷達信號處理，AEB，以及圖像語義分割等組件。

覆蓋率驅動驗證，MATLAB提供自動化的測試、驗證、代碼生成工具，Simulink Coverage 測量模型和生成代碼中的測試覆蓋率，Simulink Design Verifier使用形式化方法識別設計錯誤。

硬件設計驗證 MathWorks提供了基于模型的設計流程研發(fā)ASIC/FPGA支持ISO 26262，HDL Verifier 支持FPGA-in-loop以及VHDL/Verilog高層硬件描述語言等多種驗證方法。

Fixed-Point Designer自動化ASIC定點設計。目前，Allegro Microsystems，Mobileye，Renesas Electronics在內(nèi)的主流芯片廠商都在使用MathWorks的產(chǎn)品。NXP以及Infineon也在用MATLAB研發(fā)和驗證其雷達IC和自動駕駛相關芯片。

當然，設計流程的最后一步是利用Polyspace作為驗證工具，對ISO 26262所提出的芯片底層軟件功能安全的驗證。

進一步防止運行時錯誤（run-time error）等問題，此前多次汽車的召回事件亦是此類事件。其中Polyspace Bug Finder組件可以對ISO 26262 Part 6所提出對軟件標準要求進行覆蓋，而Polyspace Code Prover能夠對ISO 26262 Part 6內(nèi)容所提到的需求做進一步的增強。