如今，汽車行業變革迅猛，汽車的設計、使用和銷售模式都在快速演變。駕駛員安全技術、交通擁堵、環境問題及汽車作為代步工具的基本前提都影響著新一代汽車的研發。為解決這些難題，很多汽車廠商都試圖強化計算能力以優化車輛控制。

　　歐盟新車安全評鑒協會（EuroNCAP）頒布的新標準規定，車道變換支持等安全輔助功能是獲得五星安全評級的必要條件。車載處理器的數量在所有細分市場都穩步上升，目前平均為40-50個，而一些高端車型則已經搭載近120個處理器。

　　據Semicast Research預測，到2022年，僅發動機引擎罩下的電子控制單元（ECU）組件就將達到近860億美元的市場規模，相較2015年的530億年復合增長率達到7%。半導體廠商將有機會在汽車電子領域挖掘一大桶金。

　　高科技芯片可以改善動力系統排放、增強安全性能、并利用蜂窩網絡實現車輛間及道路基礎設施之間的互聯。但是，隨著系統的復雜化，保證駕駛員安全就變得更為關鍵，必須打造更加自動化，系統化，且能患于未然的解決方案——即我們通常所稱的“功能安全”。

　　什么是功能安全

　　簡而言之，功能安全的最終目的是確保產品安全運行，即便出現問題也可以繼續保駕護航。基于這一理念，ARM將保證安全視為頭等大事，而非單純依照市場導向隨波逐流，不斷加強研發，推出更多功能安全相關產品。

　　各行各業都會制定標準，指導未來發展并限定最低準入門檻。在汽車電子行業，這一標準就是ISO 26262，它將功能安全定義為：“避免因電氣／電子系統故障而導致的不合理風險”。

　　不同領域的標準并不完全一致，例如針對電氣和電子系統的IEC 61508以及飛行器電子硬件的DO-254都有各自的定義方式。更需值得注意的是，它們都擁有專用術語，并提供了包括目標參數在內的工程研發指導。因此，開始產品研發前確定目標市場并制定合適的流程至關重要，因為中途修改研發流程必然會導致效率低下。圖1展示了硅片IP的不同應用標準。實際操作中，如果需要滿足多套標準，則可以求同存異，先列出專屬需求，再執行質量管理等通用準則；最一開始就要做到安全第一。

　　圖1：硅片IP的功能安全標準

　　實際操作中，功能安全系統必須由獨立評估員認證，符合所有安全標準。實現功能安全需要具備預測能力的故障模式，實時判斷系統狀態是功能完整、部分功能損壞、還是系統必須關閉進行重啟或重置。

　　并不是所有故障都會立刻引發嚴重事故。比如，汽車動力轉向系統故障可能會導致突發性的錯誤轉向，但是由于電氣和機械設計天然的時間延遲，故障并不會馬上產生后果，這一延遲通常是幾毫秒以上，ISO 26262將之定義為容錯時間間隔，間隔長短取決于潛在的事故類型和系統設計。所以，不難理解，對系統安全要求越高，產生不安全事件的故障就越應該避免。

　　理想情況下，功能安全不會影響系統性能；但現實生活中，現行的許多安全措施都會嚴重影響系統性能、功率和面積（PPA）。如何在保證功能安全的前提下減輕對系統性能的不利影響以及設計制造成本的上升，是設計師們面臨的一大難題。

　　為什么需要功能安全

　　芯片IP的功能安全曾是非常小眾的領域，只有少數汽車、工業、航空航天和其他類似市場的芯片與系統開發商感興趣。然而，隨著過去幾年各類汽車應用的興起，情況已經發生巨大變化。除了汽車外，還有很多其他行業也能從電子器件的增加受益，當然保障功能安全是大前提。醫療電子和航空就是兩個典型例子。

　　自動駕駛過去幾年吸引了不少人的眼球，但一直是霧里看花；如今，隨著高級駕駛輔助系統（ADAS）及富媒體車載信息娛樂系統（IVI）的普及，盡管高度自動化駕駛的時代依然遙遠，但自動駕駛汽車的前景已變得愈發清晰，尺寸形狀各異的無人機和日益普及的物聯網也是亟需功能安全的領域，ARM 的技術將成為一大助力。