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深入探讨:功能安全要求(FSR)与技术安全要求(TSR)的区别

2024-06-03 10:30:35·  来源:功能安全  
 

在我刚刚接触功能安全这个领域的时候经常混淆功能安全要求 (FSR) 和技术安全要求 (TSR)。这两种要求应提供何种程度的细节,以及两者之间的界限究竟在哪里,这些都不清楚。因此我将在这篇文章中讨论这个问题。


1.需求层次


功能安全要求 (FSR) 源自项目定义、HARA 和安全目标,并可追溯至安全目标。每个安全目标应至少有一个与之关联的 FSR。


技术安全要求 (TSR) 主要源自 FSR。每个 FSR 应至少有一个与之关联的 TSR。


下图提供了从 ISO26262 第 3 部分 - 项目定义到第 5 部分硬件安全要求 (HSR) 和第 6 部分软件安全要求的要求/活动流程的层次视图。


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2.FSR和TSR之间的区别


该表给出了 FSR 和 TSR 之间的高级差异。


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3.边界FSR与TSR



让我们以巡航控制功能为例,以更好地理解 FSR 和 TSR 之间的界限。在下图中,巡航控制功能表示为一个项目,并具有多个相互交互的模块,例如巡航控制模块、用户交互、制动模块和发动机模块。项目定义讨论了车辆级别功能的行为期望。当我们定义 FSR 时,必须将整个项目定义的范围视为边界。这在图中以绿色虚线突出显示。每个 FSR 都应在车辆级别指定要求,并应分配给实现它的模块。


TSR 指定系统级的要求。因此,TSR 的边界位于模块或系统级。这在图中以橙色虚线突出显示。


4.独立于实施与关联于实施


指定功能行为而不涉及“如何”实现功能的需求是与实现无关的需求。指定“如何”实现功能的需求是与实现相关的需求。


让我们回到我们的巡航控制示例,更好地理解这方面的需求。


5.FSR功能


这些是安全实现安全目标所需的预期功能要求。


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6.FSR故障监控与缓解


应使用以下 FSR 格式来定义故障监控要求。


FSR 1:“ECU 应能够在 YYYY 时间范围内检测到 XXXX 故障”


FSR 2:“确认故障后,ECU 应在 ZZZZ 时间范围内转换到安全状态(项目级安全状态)” 


这里的“XXXX”表示影响车辆级功能的任何故障(例如数据或通信故障)。YYYY 是故障检测时间,ZZZZ 是故障反应时间。YYYY + ZZZZ 应小于 FTTI(容错时间间隔)。


FSR 必须指定通用要求以避免或检测和缓解故障,而不是直接指定解决方案。例如,


如果检测到故障,巡航控制模块应向用户发出指示

巡航控制应采取措施在 YYYY 时间范围内检测内部故障(而不是提供电源监控、外部看门狗等解决方案)


7.TSR功能


我们将“巡航控制模块在检测到故障时应向用户指示”作为 FSR,并为其推导出 TSR 框架。


TSR 要求应指定准确的 CAN 接口细节

TSR 要求应指定启用/禁用该功能的确切标准

TSR 要求应指定监控数据的正确性和活跃性

TSR 要求应指定系统级操作模式(例如,操作模式应基于点火状态)

TSR 要求应指定硬件相关输入的去抖动时间


8.TSR故障监控


TSR 应指定系统级可用的故障监控方面的解决方案。例如,


巡航控制应实施安全机制,以检测保存巡航控制数据的 RAM 中的故障


巡航控制应实施安全机制来检测巡航控制算法的时序和执行故障


例如,如果内存保护单元被视为系统级概念的一部分,则 TSR 应指定相同的内容。否则,TSR 应允许自由决定软件设计级别的解决方案。


9.总结


通过本文的讨论和实例分析,我们详细阐明了功能安全要求(FSR)和技术安全要求(TSR)之间的区别及其各自的细节要求。理解FSR和TSR的边界和差异对于安全工程师在实施和设计安全系统时至关重要。FSR侧重于项目定义和车辆级功能的要求,而TSR则聚焦于系统级的实现细节。希望通过本文的讲解,能够帮助安全工程师更清晰地把握FSR和TSR的定义和应用,从而在实际工作中更加高效准确地制定和实施安全策略。

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