2015_collabo_07

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1 東芝セミコンダクター & ストレージ社製 TX シリーズマイコン用機能安全ソフトウェアライブラリのご紹介 イーソル株式会社新規事業推進室マネージャ巣山浩生

2 イーソルの機能安全への取り組み 2

3 機能安全 ソリューションのアウトライン 3 機能安全環境整備 支援 機能安全対応 SW 開発 機能安全対応のサイクル 開発プロセス構築 開発環境整備 規格準拠の開発 規格準拠の部品調達 教育 トレーニング フィードバック 第三者認証 ( 製品認証 ) お客様の管轄部門 ソフトウェアエンジニアリングプロセスグループ (SEPG) 製品開発部門 イーソルの製品 サービス 自社製開発ツール /OS/ 車載製品 開発プロセス支援ツール Yogitech 社製品 コンサルティングサービス 受託開発サービス

4 機能安全 イーソルの活動領域 (ISO26262) ソフトウェア開発と支援プロセスを中心に幅広いニーズに対応 (ISO26262 より抜粋して改変 ) 4 上記以外の領域につきましては その領域が得意な企業と協力して 支援します

5 機能安全 イーソルの強み 5 機能安全に対する深い知識と知見 JASPAR 機能安全ワーキンググループでの活動 ISO26262 機能安全テンプレート とその記入ガイドの作成に貢献 活動を通じて得た知見や最新技術をイーソル製品に反映 自動車 医療分野での機能安全対応支援実績自社製品適合の取り組み 豊富なエンジニアリソース 経験と実績豊富な 320 名以上のエンジニア 機能安全で高い実績と知名度を持つパートナー連携 機能安全で高い実績と知名度を持つ Yogitech 社と協業第三者認証機関との連携を模索中

6 機能安全 製品 サービス概要 6 機能安全対応支援サービス コンサルティングサービス 受託開発サービス イーソル製品 RTOS ツール 2015 年第 1 四半期 ISO26262/IEC61508 第三者認証取得予定 パートナー製品 イタリア Yogitech 社と連携 IEC61508/ISO26262 準拠ランダム故障検出のビルトイン ライブラリ

7 Yogitech 社とのパートナーシップ 7

8 Yogitech 社概要 8 社名 :Yogitech SPA( 本社 : イタリア ) 創業 :2000 年 (2005 年より機能安全に取り組む ) CEO : Silvano Motto CTO : Riccardo Mariani (international committees for functional safety メンバ ) 社員 : 約 40 人 ( 機能安全のスペシャリスト集団 ) 事業内容 : 機能安全に関する以下の製品 / サービスの提供 ハードウェア / ソフトウェアIPコア開発 販売 ツール開発 販売 コンサルタント Web:

9 機能安全に関する Yogitech 社とのパートナーシップ 9 esol license frstl(in Japan) 2012 frtools EDA tools enabling customers to inndependently perform safety analysis and verification 2007 The one stop shop for Functional Safety 2013 Software Test Libraries implementing safety mechanisms frmethodology Functional safety analysis and 2007 verification frips Hardware IPs implementing safety mechanisms

10 Yogitech 製品の販売チャネル 10 顧客 frstl サブライセンス 1st ラインサポート イーソル その他 Yogitech 製品 ヨジテック ( 株 ) frips を含む LSI 半導体ベンダ frstl ライセンスサポート Yogitech SPA ライセンスサポート

11 frstl 製品概要 11

12 規格上の位置づけ 安全実現の系統図 安全 ISO26262 の場合 4 章および 5 章で規定される 潜在障害の回避 および ランダムハードウェアの制御 Selftest by software 12 ランダムハードウェア故障対策 安全設計技術的安全確保 AND 安全プロセス 決定論的故障対策 低故障部品採用 AND 部品故障に対する安全対策 機能安全プロセス実施 AND 機能安全対応プロセス規定 AND AND コンセプト 機能安全コンセプト ギャップ分析 / プロセス構築 実現手段 SIL/ASIL 達成評価 FMEDA 安全分析 Validation ( 妥当性確認 ) Verification ( 一致性検証 ) 機能安全開発 機能安全監査 出展 :ASDoQ 大会 2012 チュートリアル 機能安全準拠開発に必要な文書技術の基礎 の図を抜粋して改変

13 frstl 製品概要 13 IEC61508/ISO26262 に準拠したランダム故障検出のビルトイン ライブラリ CPU 内部の構造 (NETLIST) を解析した上でテスト仕様を作成 製品出荷後 ハードウェアが壊れていないかチェックするライブラリです! 対応アーキテクチャ ARM Cortex -M ARM Cortex-R STM32

14 東芝 TX シリーズの対応状況 14 TX00 シリーズ TX03 シリーズ TX04 シリーズ CPU コア対応製品コンパイラ対応状況 ARM Cortex M0 ARM Cortex M3 ARM Cortex M4 frstl CM0 frstl CM3 frstl CM4 Keil IAR Keil IAR Keil IAR Available Available Available Available Available Available

15 TX シリーズ用 frstl の対象ハードウェア 15 TX シリーズ用 frstl のテスト対象ハードウェアは CPU コア CPU コア用 frstl の場合 ( 例 :ARM Cortex-M3 など ) frstl の対象 CPU Memory Peripheral... Peripheral Bus

16 想定するハードウェア構成 16 frstl は Watchdog Timer または Multi CPU 構成を想定 WatchdogTimer との組み合わせで ASIL B/SIL2 を実現 Dual MCU で ASIL D/SIL3 を実現 ARM Processor Watchdog Timer ARM Processor ARM Processor frstl_arm frstl_arm frstl_arm Watchdog Timer Watchdog Timer

17 frstl 提供内容 17 テストライブラリ ( ソースコード含む ( C 言語 アセンブラ )) コンパイラ設定情報 (Keilコンパイラ IARコンパイラ ) ユーザガイド リリースノート 安全マニュアル

18 SIL2/SIL3 向け frstl for ARM Cortex-M3 仕様一覧 18 項目 1 対象アーキテクチャ ARM Cortex-M3 内容 2 到達可能な SIL レベル SIL 2/ASIL B(WDT) SIL 3/ASIL D(Dual MCU) 3 テスト対象ハードウェア範囲 Processor Unit(ISO , Annex D Figure D.1 で規定 ) 4 ROM サイズ 10.2 Kbyte (Code: 9.1K, RO Data: 1.1K) 5 RAM サイズ 1.0 Kbyte (RW: 1.0K) 6 オーバーヘッド 230us(48 Test Segment

19 技術トピックス ハイライト 19

20 規格上の位置づけ 安全実現の系統図 安全 ISO26262 の場合 4 章および 5 章で規定される 潜在障害の回避 および ランダムハードウェアの制御 Selftest by software 20 ランダムハードウェア故障対策 安全設計技術的安全確保 AND 安全プロセス 決定論的故障対策 低故障部品採用 AND 部品故障に対する安全対策 機能安全プロセス実施 AND 機能安全対応プロセス規定 AND AND コンセプト 機能安全コンセプト ギャップ分析 / プロセス構築 実現手段 SIL/ASIL 達成評価 FMEDA 安全分析 Validation ( 妥当性確認 ) Verification ( 一致性検証 ) 機能安全開発 機能安全監査 出展 :ASDoQ 大会 2012 チュートリアル 機能安全準拠開発に必要な文書技術の基礎 の図を抜粋して改変

21 ランダム故障検出率と実現手法のトレードオフ 21 Complexity/Cost SIL2/ASIL B では カバレッジ率 90% 以上が必要ソフトウェア (STL) で対応すると 専用ハードウェアは不要 低コスト 既存 LSIに適応可能 STL: Software Test Library SIL1 ASIL A ASIL B SIL2 ソフトウェア (STL) で対応可能 ASIL C ASIL D SIL3/4 特別なハードウェアが必要 = Cost Up TMPM35xFDTFG 等 90% 97% 99% カバレッジ率

22 IEC61508 におけるランダム故障検出率の定義 22 dangerous dangerous safe failures detected failures undetected failures 安全な故障 発見できる危険な故障 発見できない危険な故障 λs λdd λdu S = Safe fraction λs + λ λs DD + λ DU Diagnostic coverage DC = λ DD λ + DD λ DU SFF = Safe Failure Fraction λs + λdd λs + λdd + λ DU SFF Single channel < 60% - SFF 60% SIL 1 SFF 90% SIL 2 SFF 99% SIL 3

23 ソフトウェア テスト ライブラリ (STL) 開発の難しさ 23 STL を自社で開発する場合 以下の難しさに直面 説得力ある定義と根拠が必要 通常 FMEDA(Failure Mode Effects and Diagnostics Analysis) で λs λdd λdu を分類するがその定義と根拠が必要 技術情報の入手 上記定義と根拠を裏付ける情報が必要 半導体ベンダから一般に入手できる情報 (DS 等 ) では困難 SIL2/ASIL B 規定のカバレッジ率達成の検証 開発した STL が目的のカバレッジ率達成の検証が困難 ドキュメント類の整備 目的のカバレッジを証明するデータや条件 開発プロセスを証明するドキュメントの整備が必要

24 ソフトウェア テスト ライブラリ (STL) 開発の難しさ Yogitech での解決方法 説得力ある定義と根拠が必要 frmethodologyに基づく定義と根拠 Netlistレベルでの解析と分類 frfmeaでの分類 技術情報の入手 ARM 社とのライセンスに基づく情報 (RTL 含む ) 入手 SIL2/ASIL B 規定のカバレッジ率達成の検証 独自フォールトインジェクションツール (frfi) での検証 ドキュメント類の整備 セーフティマニュアルを準備 開発プロセスは IEC61508およびISO26262に準拠 24

25 frstl 適応イメージ 25 IEC の時間制約 (a) Diagnostic Test Interval frstl による診断開始後 次の診断を開始するまでの時間 (b) ユーザーシステムの安全プロセスエラー検出後 安全状態に遷移するまでのユーザーシステムの処理時間 (c) Process Safety Time 異常発生後 危険イベントが発生するまでの時間 a + b < c Diagnostic Test 異常発生 Diagnostic Test (c) Process Safety Time エラー検出 (a)diagnostic Test Interval (b) 安全プロセス Possible hazardous event

26 まとめ 26

27 まとめ 27 イーソルは機能安全に関するお客様のご要求に パートナーとの連携を含め 幅広く対応してまいります 機能安全のリーディングカンパニーであるYogitech 社と提携し ランダム故障検出のテストライブラリ (frstl) をサブライセンスします frstlは CPUコア ( またはLSI) の故障検出カバレッジで SIL2/ASIL Bを実現します frstlは 検証済みのライブラリ 安全マニュアルを含み サポートも受けられます 導入により STL 開発 安全マニュアルの整備 メンテナンスの費用を低減できます イーソルでは frstl 導入に関するコンサル 受託開発をメニューとして用意し 確実な導入 立ち上げを支援します

28 Grazie ありがとうございました 問い合わせ先 : イーソル株式会社新規事業推進室マネージャ : 巣山浩生 h-suyama@esol.co.jp