自動(dòng)駕駛汽車(AV)代表了交通技術(shù)的重要進(jìn)步，承諾通過提供更安全、更高效和高度自動(dòng)化的駕駛體驗(yàn)來重塑人們的出行方式。然而，隨著自動(dòng)駕駛汽車變得日益復(fù)雜并能夠在沒有人為干預(yù)的情況下運(yùn)行，確保其安全性和可靠性已成為一個(gè)重要的關(guān)注點(diǎn)。

微控制器(MCU)通常是自動(dòng)駕駛汽車的核心，充當(dāng)這些系統(tǒng)的“大腦”。微控制器負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)處理到控制各種傳感器、執(zhí)行器和安全機(jī)制的所有事務(wù)。

隨著自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的不斷進(jìn)步，微控制器的可靠性對(duì)于維持操作安全至關(guān)重要。即便是微控制器中的一個(gè)小故障，也可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的故障，危及乘客和其他道路使用者的安全。

鎖步技術(shù)概述

鎖步架構(gòu)用于微控制器，以通過檢測(cè)和修正實(shí)時(shí)錯(cuò)誤來提高系統(tǒng)可靠性。在鎖步系統(tǒng)中，兩個(gè)或多個(gè)相同的處理核心同時(shí)執(zhí)行完全相同的指令。這些核心的輸出會(huì)不斷比較，以確保其一致性。

如果核心之間出現(xiàn)不一致，則表示發(fā)生了錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)采取糾正措施。這種冗余機(jī)制確保即使是微小的故障也會(huì)在影響系統(tǒng)性能之前被發(fā)現(xiàn)，因此在自動(dòng)駕駛汽車等安全關(guān)鍵應(yīng)用中顯得尤為重要。

傳統(tǒng)鎖步

傳統(tǒng)的鎖步系統(tǒng)依賴于相同的核心并行執(zhí)行相同的指令。這些輸出會(huì)進(jìn)行一致性比較。

使用相同的核心執(zhí)行相同的指令使系統(tǒng)容易受到共同模式故障的影響。兩個(gè)核心可能同時(shí)遇到相同的故障，從而使錯(cuò)誤檢測(cè)無效。

為了克服傳統(tǒng)鎖步設(shè)計(jì)的局限性，更先進(jìn)的解決方案應(yīng)運(yùn)而生。

多樣化鎖步技術(shù)

與依賴于相同核心來檢測(cè)錯(cuò)誤的傳統(tǒng)鎖步架構(gòu)不同，英飛凌的多樣化鎖步技術(shù)使用兩個(gè)不同的核心，它們以不同的方式運(yùn)行。它們采用不同的架構(gòu)和指令來完成相同的整體任務(wù)。

這種多樣性提供了更優(yōu)越的錯(cuò)誤檢測(cè)能力，并有效減少了共同模式故障的發(fā)生。多樣化鎖步技術(shù)非常適合安全性和可靠性至關(guān)重要的自動(dòng)駕駛汽車。

多樣化鎖步提升安全性

多樣化鎖步技術(shù)可以應(yīng)用于汽車的電子控制單元(ECU)，該單元管理自動(dòng)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和控制。當(dāng)兩個(gè)核心執(zhí)行各自的任務(wù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)不斷比較它們的輸出。

如果兩個(gè)核心的結(jié)果出現(xiàn)不一致，則表示發(fā)生了錯(cuò)誤。此時(shí)，系統(tǒng)可以采取糾正措施，例如關(guān)閉故障進(jìn)程或切換到備用模式以維護(hù)安全。這種持續(xù)的故障檢測(cè)對(duì)于依賴ECU處理來自傳感器、攝像頭和其他輸入的持續(xù)數(shù)據(jù)的自動(dòng)駕駛汽車至關(guān)重要。

實(shí)時(shí)檢測(cè)異常，使得即使在發(fā)生輕微硬件或軟件故障時(shí)，車輛也能安全運(yùn)行。錯(cuò)誤檢測(cè)的實(shí)時(shí)性意味著系統(tǒng)可以立即響應(yīng)，從而防止?jié)撛诘奈ｋU(xiǎn)。

多樣化核心提高了故障容忍度，確保即使是微妙或復(fù)雜的錯(cuò)誤也能在影響車輛性能之前被識(shí)別和解決。這降低了系統(tǒng)故障的風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)于維護(hù)乘客和其他道路使用者的安全至關(guān)重要。通過減少共同模式故障和提高整體可靠性，多樣化鎖步架構(gòu)增強(qiáng)了自動(dòng)駕駛汽車系統(tǒng)的穩(wěn)健性，使其更安全、更可靠。

在自動(dòng)駕駛汽車中的應(yīng)用

英飛凌的多樣化鎖步技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代自動(dòng)駕駛汽車的安全關(guān)鍵系統(tǒng)中得到了集成。使用多樣化鎖步可以減少ASIL-D系統(tǒng)的開發(fā)工作量。這在高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)中尤為重要，因?yàn)閷?shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和故障檢測(cè)對(duì)于安全操作至關(guān)重要。

通過改善錯(cuò)誤檢測(cè)和故障容忍性，這項(xiàng)技術(shù)有助于確保自動(dòng)駕駛汽車能夠安全地在復(fù)雜環(huán)境中(如高交通流量或惡劣天氣)導(dǎo)航，使其在實(shí)際場(chǎng)景中更可靠。

另一個(gè)關(guān)鍵好處是多樣化鎖步處理器能夠提高網(wǎng)絡(luò)安全性。設(shè)計(jì)和代碼的多樣性可以最小化黑客可能利用的潛在漏洞。

未來展望

隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，鎖步系統(tǒng)的持續(xù)研究可能會(huì)導(dǎo)致更復(fù)雜的錯(cuò)誤檢測(cè)和容錯(cuò)機(jī)制的出現(xiàn)。隨著處理能力和安全架構(gòu)的進(jìn)步，未來一代自動(dòng)駕駛汽車將受益于更高的安全性和操作效率。

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