ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)包含哪四個汽車安全完整性等級

正如今年初我們在CES 2020展覽會上看到的，當(dāng)談及到汽車時我們將迎接未來新的發(fā)展。即使在入門級別的汽車上，集成復(fù)雜圖形功能的高分辨率大型顯示屏將成為標(biāo)準(zhǔn)配置。無論是類似單個大型平板的設(shè)備還是超寬的顯示屏，屏幕都將在下一代汽車中占據(jù)主導(dǎo)地位，為了吸引消費(fèi)者注意力以及幫助車企將自己的汽車與競爭對手區(qū)分開來，制造商需要這些集成多功能且極具視覺吸引力的3D顯示屏——當(dāng)然這就需要高性能低功耗的GPU產(chǎn)品。

CES 2020展覽會上超寬的汽車顯示屏原型

然而，要制造一款現(xiàn)代化的汽車，那么系統(tǒng)的所有部分都需要根據(jù)相應(yīng)的法規(guī)、安全和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考慮和設(shè)計，汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)是ISO 26262。除了硬件本身，還包括軟件，從工具框架供應(yīng)商和操作系統(tǒng)到APIs（應(yīng)用接口）以及與硬件通信的驅(qū)動程序。為了達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，所有電子部件都必須是“功能安全”的，在這些設(shè)計和構(gòu)造中沒有任何可能由于故障而導(dǎo)致危險的東西。在汽車行業(yè)術(shù)語中，這意味著如果一個電子系統(tǒng)發(fā)生故障，汽車可以立即以安全的方式停止或者以故障安全模式運(yùn)行，這樣還可以安全的行駛到某個地方進(jìn)行修理。ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)包含四個汽車安全完整性等級（ASILs），ASIL A是最低等級，ASIL D則是最高安全等級。在當(dāng)今的汽車中，3D像素被廣泛應(yīng)用到刻度盤、儀表盤以及攝像頭中。舉個例子，在環(huán)繞視圖中3D效果起著關(guān)鍵的作用，我們會越來越依賴這個功能實(shí)現(xiàn)安全停車。因此它不能出現(xiàn)故障，否則會造成安全風(fēng)險。雖然GPU已經(jīng)成為功能安全控制器的組成部分，但是還沒有一款GPU是專門針對功能安全而設(shè)計的。顯示屏中對安全至關(guān)重要的部分，比如速度儀表盤、燃油液位指示器以及高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）警示燈，這些已經(jīng)交由功能安全CPU來處理了。然而當(dāng)涉及到3D圖形功能時，CPU的能力要比GPU低一個數(shù)量級，這會大大限制儀表盤設(shè)計者的能力。

介紹首款安全關(guān)鍵型的高性能GPU驅(qū)動程序

為此，Imagination公司一直致力于通過創(chuàng)建功能安全的圖形系統(tǒng)所需組件來解決這些問題，今年底我們將發(fā)布完整的功能安全且兼容ASIL B標(biāo)準(zhǔn)的GPU產(chǎn)品，為了阻止永久以及瞬態(tài)的故障產(chǎn)生，與此同時通過與更廣泛的汽車廠商協(xié)商更多的安全應(yīng)用案例也將被整合在一起。Imagination自豪的宣布發(fā)布首款開創(chuàng)性的安全關(guān)鍵型的GPU軟件驅(qū)動程序，下面我們展示了一個基于此構(gòu)建的應(yīng)用案例。

在這個視頻中我們展示了Imagination OpenGL SC 2.0 API軟件驅(qū)動的開發(fā)，采用的是汽車級的器件，集成了我們的GPU（目前應(yīng)用在數(shù)百萬輛生產(chǎn)的汽車系統(tǒng)中）。該驅(qū)動程序是獨(dú)立開發(fā)，符合ISO 26262:2018的標(biāo)準(zhǔn)要求。OpenGL SC是OpenGL ES2.0的一個安全關(guān)鍵型組件，通過精簡刪除了API調(diào)用，否則可能會無法獲得ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。OpenGL ES2.0的安全關(guān)鍵配置文件被設(shè)計為是確定性的和可測試的。或者用外行人的話來說就是忽略那些可能返回不確定性的以及不安全的調(diào)用。因此OpenGL SC是高度可靠的，讓系統(tǒng)制造商能夠利用現(xiàn)代GPU的性能來創(chuàng)建廣大消費(fèi)者在下一代汽車系統(tǒng)中期望的3D圖形界面。此外，將演示應(yīng)用案例從OpenGL ES 2.0移植到OpenGL SC也非常的簡單，只用了幾天的時間就完成了，這證明了該功能安全的3D圖形API易于使用并且不會限制可視化的效果。

在視頻30秒的地方我們看到安全關(guān)鍵型的代碼在執(zhí)行，我們的PowerVR Tune調(diào)試工具在后臺運(yùn)行，就像使用傳統(tǒng)的OpenGL ES編寫代碼一樣，在視頻的54秒處我們可以看到紋理表盤背后的3D網(wǎng)格。

推動行業(yè)向前發(fā)展

有了這個驅(qū)動程序我們證明了采用安全關(guān)鍵型的API并不會妨礙創(chuàng)建外觀漂亮的3D界面。我們正在與應(yīng)用框架公司展開密切合作，比如Rightware、Candera，OS（操作系統(tǒng)）公司（比如Greenhill和QNX）。我們接下來的步驟將是采用我們安全關(guān)鍵型的GPU負(fù)責(zé)ADAS系統(tǒng)的計算型應(yīng)用。雖然目前我們的OpenGL SC驅(qū)動支持圖形顯示，但我們也在將其應(yīng)用到更碎片化的計算型應(yīng)用領(lǐng)域，目前這些方面還沒有明確的API可以使用。通過與合作伙伴以及行業(yè)機(jī)構(gòu)（比如Khronos）的協(xié)同工作，我們正在推出更多符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的安全關(guān)鍵型的計算應(yīng)用API。當(dāng)然如果你想同時運(yùn)行一個采用安全關(guān)鍵型API構(gòu)建的應(yīng)用以及一個未采用安全關(guān)鍵型API構(gòu)建的應(yīng)用，那么你也是可以在單個GPU上實(shí)現(xiàn)的，這要感謝HyperLane技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)集成到每一款A(yù)-Series GPU產(chǎn)品中。HyperLane技術(shù)提供了完全硬件隔離的控制通道，因此在同一個GPU上可以同時運(yùn)行多個虛擬操作系統(tǒng)，而不會有任何功能安全的風(fēng)險。

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