मोटर वाहन उद्योग के बारे में निर्विवाद तथ्यों में से एक यह है कि वाहनों में समग्र इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली सामग्री बढ़ रही है।
जैसे-जैसे वाहन अधिक परिष्कृत होते हैं और इसमें चालक के लिए समझदारी, विचार और कार्य जैसी विशेषताएं शामिल होती हैं, इलेक्ट्रॉनिक सामग्री का प्रकार बदल जाता है। विशेष रूप से, हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन और इलेक्ट्रिक वाहन सामग्री में बड़े पैमाने पर वृद्धि होगी, साथ ही स्वचालित ड्राइव कार्यों के लिए भी।
हालांकि, एक प्रमुख मुद्दा जिसे संबोधित करने की आवश्यकता है, वह यह है कि इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए वर्तमान व्यवसाय मॉडल ओईएम के लिए दीर्घकालिक लाभदायक नहीं है। बेस इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए औसत अनुमानित लागत अभी भी एक प्रमुख चिंता का विषय है।
ओईएम इन-हाउस को और अधिक डिजाइन वापस लाकर, या आईसी सप्लायर्स से सीधे बात करने के लिए टियर 1 आपूर्तिकर्ताओं को दरकिनार कर इस अंतर को बंद करना चाह रहे हैं। यहाँ व्यवधान ईसीयू और क्लस्टरिंग फ़ंक्शंस को एक नए तरीके से जोड़कर एम्बेडेड इलेक्ट्रॉनिक आर्किटेक्चर को एकीकृत करना होगा।
यही कारण है NXP इन बाधाओं को पूरा करने के लिए उद्योग भर के भागीदारों के साथ मिलकर काम कर रहा है। एक तरीका संदर्भ डिजाइनों को विकसित करने से है जो हमारी प्रणाली को हमारी सुरक्षा विशेषज्ञता के साथ जानते हैं। इसका मतलब है कि संदर्भ डिजाइन में शुरू से ही प्रमुख सुरक्षा प्रणाली तत्व शामिल हैं।
सिस्टम संदर्भ डिजाइन के लिए सुरक्षा अवधारणाओं को विकसित करने के लिए, एनएक्सपी को हमारे सिस्टम डिजाइन में सही सिस्टम कार्यान्वयन की पहचान करने में सक्षम वस्तु के लिए सुरक्षा लक्ष्यों, अवधारणा और कार्यों को परिभाषित करने में सक्षम होना चाहिए।
हम आईएसओ 26262 विकास प्रक्रिया का पालन करके ऐसा करते हैं। यह वी चक्र परियोजना प्रबंधन उपकरण के साथ सुरक्षा प्रणाली के उत्पादों के लिए विकास प्रक्रिया के साथ प्रत्येक चरण के लिए सिफारिशें प्रदान करता है।
V चक्र समूह प्रत्येक चरण को एक भाग के रूप में रखता है और प्रत्येक स्तर पर विशिष्ट कार्य उत्पादों की अपेक्षा की जाती है। NXP जैसे आईसी आपूर्तिकर्ता सिस्टम ECUs को टीयर 1 सप्लायर की तरह ही अनुमानित और विकसित कर सकते हैं। ऐसा करने से, हम विकास के समय को गति दे सकते हैं और मानक डिलिवरेबल्स प्रदान कर सकते हैं जो पूरे विकास श्रृंखला में लाभ के हैं।
लक्ष्य जरूरी नहीं कि परिपक्वता के समान स्तर के साथ एक समाधान प्रदान किया जाए जो टियर 1 प्रदान कर सके, बल्कि टियर 1 के लिए कार्य उत्पादों के विकास में तेजी ला सके।
आइए एक उदाहरण के रूप में विचार करें, ईवी एप्लिकेशन के लिए SEooC के रूप में पावर इन्वर्टर मॉड्यूल के लिए सुरक्षा अवधारणा कैसे विकसित करें। एक आईसी आपूर्तिकर्ता के रूप में, हम वी चक्र के भागों 3, 4, 5, 6 और 7 के माध्यम से काम करेंगे और प्रत्येक भाग से जुड़े कार्य उत्पादों को प्रदान करेंगे। हम लक्ष्य प्रणाली के भीतर आइटम को परिभाषित करके शुरू करते हैं - यानी संभावित खतरों और सुरक्षा लक्ष्य क्या हैं जो हम अपने संदर्भ डिजाइन पर लागू करना चाहते हैं?
चित्रा 1: ईवी के लिए एचवी इन्वर्टर
जैसा कि आंकड़ा 1 दिखाता है, बिजली पलटनेवाला एक इलेक्ट्रिक वाहन का मुख्य कर्षण प्रणाली है। यह वाहन नियंत्रण इकाई (VCU) से टोक़ अनुरोध के आधार पर विद्युत ऊर्जा स्रोत और विद्युत मोटर के यांत्रिक शाफ्ट के बीच ऊर्जा रूपांतरण को नियंत्रित करता है।
VCU ने चालक को इलेक्ट्रिक मोटर के त्वरण या मंदी की आवश्यकता की व्याख्या की। पलटनेवाला मोटर में चरण धाराओं में टोक़ अनुरोध का अनुवाद करता है।
बैटरी इलेक्ट्रिक वाहन में, यह कनेक्शन आमतौर पर क्लच के बिना एक साधारण गियरबॉक्स के साथ बनाया जाता है। यह हमारी पहली धारणा है। यहां विशिष्ट होना महत्वपूर्ण है, क्योंकि वाहन का क्लच होने पर सुरक्षा मामला अलग होगा।
हमारे मामले में, यदि कोई खतरा उत्पन्न होता है, तो चालक या विद्युत प्रणाली के लिए केवल इलेक्ट्रिक मोटर और कार के पहियों के बीच कनेक्शन को खोलकर वाहन के कर्षण को रोकना असंभव है।
हमें ईई खराबी के संभावित स्रोतों की पहचान करने की भी आवश्यकता है - चाहे ड्राइविंग या गैर-ड्राइविंग परिदृश्यों के कारण। आईएसओ 26262 में निर्धारित एएसआईएल के स्तर के अनुसार इन खतरों को जोखिम के स्तर से क्रमबद्ध किया गया है। जैसा कि आंकड़ा 2 में दिखाया गया है, इस मामले में वाहन को रोकने पर अनपेक्षित त्वरण से बचने के लिए एक सुरक्षा लक्ष्य हो सकता है।
चित्रा 2: ईवी एचवी इन्वर्टर के लिए खतरों और सुरक्षा लक्ष्यों के उदाहरण
ये सुरक्षा लक्ष्य कार्यात्मक आवश्यकताओं (एफआर) और कार्यात्मक सुरक्षा आवश्यकताओं (एफएसआर) के साथ संबद्ध एएसआईएल स्तर और एफटीटीआई के साथ एक कार्यात्मक सुरक्षा वास्तुकला का नेतृत्व करते हैं:
| FR1 | इन्वर्टर वीसीयू से अनुरोध का विश्लेषण करेगा, फिर उसके अनुसार निम्न कार्यों को कमांड करेगा: कर्षण, ब्रेक और बैटरी पुनर्जनन। | एएसआईएल डी | एफटीटीआई 200 एमएस |
| एफएसआर1 | इन्वर्टर वीसीयू से टॉर्क रिक्वेस्ट की जांच करेगा और अनपेक्षित मूल्य के मामले में अलर्ट करेगा। | एएसआईएल डी | एफटीटीआई 200 एमएस |
चित्रा 3: कार्यात्मक सुरक्षा वास्तुकला
अब जब हमारे पास कार्यात्मक सुरक्षा वास्तुकला है, तो आंकड़ा 3, हमें यह प्रदर्शित करने की आवश्यकता है कि सिस्टम वास्तुकला सुरक्षा आवश्यकताओं और डिजाइन बाधाओं को पूरा करने में सक्षम होगा।
ऐसा करने के लिए, हमने कार्यात्मक सुरक्षा अवधारणा से एक तकनीकी सुरक्षा अवधारणा प्राप्त की। यह हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर सब-एलिमेंट फ़ंक्शंस को जोड़ती है जिसका उपयोग इच्छित वस्तु और सिस्टम कार्यक्षमता को प्राप्त करने के लिए किया जाएगा।
एक सुरक्षा विश्लेषण तो यह जांचने के लिए चलाया जाता है कि सभी संभावित सिस्टम विफलताओं की पहचान कर ली गई है और उपयुक्त सुरक्षा तंत्र मौजूद हैं। इससे सुरक्षा आर्किटेक्चर को नई सुरक्षा आवश्यकताओं को आवंटित किया जा सकता है।
ऐसा करने से, तकनीकी परिभाषा आवश्यक साक्ष्य प्रदान कर सकती है कि उपयुक्त प्रतिक्रियाओं की पहचान की गई है और यह कि एफटीटीआई की तुलना में कम समय में एक सुरक्षित राज्य प्राप्त किया जा सकता है: इसलिए कि आइटम के सुरक्षा लक्ष्यों का कोई उल्लंघन नहीं है।
हमारे उदाहरण में, इलेक्ट्रिक मोटर में ऊर्जा की उच्च मात्रा के प्रवाह के कारण सुरक्षित स्थिति जटिल है। यहां एक सुरक्षित स्थिति का मतलब मोटर की गति के आधार पर मोटर के तीन चरणों को खोलना या छोटा करके वाहन के प्रणोदन को रोकना है।
जैसा कि हम वी चक्र के माध्यम से आगे बढ़ते हैं, काम के उत्पादों को सुरक्षा चिंताओं को सुनिश्चित करने के लिए विकसित किया जाता है जो ग्राहक पूरा कर सकते हैं। एक हार्डवेयर डिजाइन प्रक्रिया द्वारा उसी तरह कवर किया जाता है; सुरक्षा अवधारणा ग्राहकों के लिए विकास और प्रोटोटाइप चरण को तीन से छह महीने तक कम कर देती है।
एनएक्सपी संदर्भ डिजाइन में, एनएक्सपी आईसी और डायग्नोस्टिक्स का उपयोग करके पूर्ण सुरक्षा वास्तुकला का निर्माण किया जाता है और सुरक्षित राज्य की प्रतिक्रिया का परीक्षण किया जाता है। संदर्भ डिजाइन विकास को गति देने में मदद करता है और तकनीकी सुरक्षा वास्तुकला का एक स्तर प्रदान करता है, साथ ही समग्र पैकेज के हिस्से के रूप में सुरक्षा अखंडता के स्तर का प्रमाण देता है।
पावर इन्वर्टर संदर्भ डिज़ाइन के बारे में अधिक जानकारी यहाँ प्राप्त करें।
