IEC 61508 工业安全完整指南

IEC 61508 标准为确保电子元件的功能和工业安全提供了广泛且必要的框架。在英飞凌，我们遵循严格的 IEC 指南，以确保我们所有的产品都完全符合 IEC 61508 安全标准。

在本指南中，我们将讨论国际电工委员会（IEC）制定的 IEC 61508 工业安全准则。我们将简要介绍这些协议的内容、我们如何遵守其标准，以及 IEC 61508 的优势和工业应用。我们还将展示符合这些安全标准的高科技微控制器。

IEC 61508 是确保 所有电气、电子和可编程电子 (E/E/PE) 系统安全的国际标准。这些规定由国际电工委员会制定，涉及安全相关系统的应用、设计和维护。

IEC 61508 标准涉及任何行业的工业安全，包括铁路、制造、汽车、发电厂和机械。更广泛地说，IEC 61508 标准涉及任何受控设备 (EUC) 或系统的功能安全。

该标准有两个核心部分：

  1. 安全生命周期： 这是根据几种最佳实践来实现的，以识别和消除设计错误。它总共分为 16 个阶段，分别涉及组件的分析、实现和运行三个阶段。
  2. 概率故障评估： 这种方法可用于防范潜在的设备故障。它使制造商能够考虑到设备发生故障时可能出现的危险。

英飞凌在安全方面不遗余力。我们的专业硬件和 MCU 设计具有 严格的安全特性 ，符合法律规定，确保客户满意。

我们的AURIX™ 、TRAVEO™和PSoC™微控制器采用 PRO-SIL 特性设计。例如，它们在内核、存储器、外设和总线中都采用了 整体安全概念 。我们的 MCU 还具有 3 层接入保护 和 SMU，可在单个控制点进行 报警和故障管理 。这有助于在电气测试期间进行错误检测和诊断，确保我们的产品安全无损。

以下是英飞凌 ATV 微控制器众多工业安全功能中的一部分：

  • 安全 SPB、DMA 和 SRI。
  • SRAM 和闪存 ECC。
  • 锁步核心。
  • 内存保护核心。
  • 安全中断处理。
  • 灵活的 CRC 引擎 (FCE)。
  • 电源监控。
  • CPU 自检（90% 潜伏故障指标）。
  • E2E 保护。

安全完整性等级 (SILs)

我们的微控制器和电子设备的每项功能都根据安全完整性级别 (SIL) 进行测试。这些都是设定的目标，每项安全功能都必须达到这些目标，才能被视为运行安全。为确定 SIL，要进行风险评估，并根据每个组件可达到的 SIL 给其打分。

下表列出了两款高性能 MCU 的 SIL。AURIX 设备只需单个微控制器即可支持 SIL-3 级标准，而与 2oo2 架构配合使用时，则可达到 SIL-4 级标准。同时，TRAVEO T2G 和PSOC™ MCU 单个器件最高支持 SIL-2，在 2oo2 架构上最高支持 SIL-3。

英飞凌提供符合 IEC 61508 工业安全标准的各种 MCU。每个微控制器都经过全面的测试，以确保其合法、高效。我们的所有产品均按照高标准设计，为您提供合适的工具，为您的工业机器增添动力。

 下面，我们将简要介绍这些产品的部分工业用途和优点：

  • 32 位AURIX™ TriCore™微控制器： 我们的AURIX™芯片是高性能 MCU，专为各种工业应用而设计。它们最适用于自动化、可再生能源、电力转换和逆变器、传感器融合和网络安全。大多数设备的安全等级可达 SIL-3，并且全部通过了 IEC 61508 认证。例如，我们的 AURIX™ TC3xx 具有更低的导通电阻，从而提高了电机效率。它还提供电机应用套件，可用于各种工业用途，包括电动自行车、风力涡轮机、工业机器人和自动驾驶汽车。
  • 32 位TRAVEO™ T2G Arm® Cortex®微控制器： TRAVEO™ MCU 是功能强大的基于Arm® Cortex®的微控制器，完全符合 IEC 61508 标准，并通过了 TÜV SAAR 的认证。它们采用Cortex® M4 和 M7 芯片，满足SIL-2 等级，并提供多种功能，可在网络安全、热管理、人机界面和医疗领域安全使用。例如，在其主要竞争对手中，TRAVEO TG2 的帧速率最高，内存占用最低。它的显著特点是能在分辨率高达全高清的 60 fps 显示屏上运行。
  • 32 位PSoC™高压Arm® Cortex®微控制器
  • PSOC™ 4 HV（高压）系列产品为汽车智能传感器设计提供单芯片解决方案。它集成了高精度和可编程模拟模块、可编程数字模块以及集成 LIN / CXPI PHY 等通信收发器的高压（12V）操作，以及带有嵌入式内存的 ARM Cortex M0+ CPU。

IEC 61508 功能安全标准涉及广泛的工业应用组件。该框架可帮助制造商设计和生产各种用途的高度安全的电气设备。让我们来看看 IEC 61508 产品的一些常见应用。

网络安全

IEC 61508 标准第二版涉及网络安全威胁。它指出，在风险评估阶段，必须考虑任何恶意和未经授权的行为，如果发现潜在威胁，必须进行全面的网络安全威胁分析。这意味着通过 IEC 61508 验证的 MCU 可为笔记本电脑、无人机和工业机械等可能存在网络安全和黑客问题的应用提供额外的安全性。

工业自动化

工业自动化中使用的微控制器和芯片均符合 IEC 61508 标准。这些 MCU 常见于制造厂和工厂，在建造和交付过程中使用创新的机器人和遥控装置。

MCU 的安全功能可确保工人有效操作机器，而不会有过热、受伤、损坏或死亡的风险。例如，AURIX 和 TRAVEO Extension HSM 等微控制器中的 锁步处理器技术 使用双处理内核同时执行相同的指令。然后比较核心的输出，找出差异。这确保了安全关键型系统的冗余性和容错性，使其保持可靠性和功能性。

可再生能源& 存储

IEC 61508 微控制器也适用于能源领域。它们可用于风力发电场和发电厂等大规模工业运行。IEC 61513 标准是对更广泛的 IEC 61508 框架的调整，为发电厂使用的硬件和电气元件的安全提供了具体指导。

我们的 MCU 还设计用于 储能和供电系统。凭借其高性能规格，它们可用于使用可再生能源的复杂电气系统。此外，它们还是电动汽车充电站等小型能源的理想选择。

国际电工委员会实施其安全标准有几个原因。其主要目的是确保所有电子设备都适合人类使用，并最大限度地降低伤害风险。不过，这些协议也有其他好处，包括

  1. 减少事故： 遵守 IEC 61508 工业安全标准的核心优势在于，受伤和损坏的几率大大降低。这既适用于机器的人类操作员，也适用于电气设备本身。
  2. 产品效率： 有了适当的安全系统，电气元件和设备就能更安全地运行，并达到最佳能效。这样，设备的效率更高，元件之间的功率传输也更快，从而确保了电子设备的高性能和高质量。
  3. 产品寿命长： 通过遵守整个行业的安全标准，我们可以制造出经久耐用的产品。集成的错误检测系统和双处理内核可确保我们的组件在更长的时间内保持功能性和安全性，提高其耐用性并降低破损风险。
  4. 符合法律规定： IEC 61508 工业安全标准确保所有设备都经过安全测试并获准使用。遵守这些标准可确保您在本国和本行业的法律范围内开展业务，使您的公司免于法律纠纷和诉讼。

我们非常重视提供完全通过 ICE 61508 认证的产品。当您购买英飞凌微控制器，如  AURIX 或 TRAVEO 系列时，您可以放心使用安全、合规的组件，帮助您满足整个安全生命周期的法律要求。

我们是行家里手。我们的一系列符合安全标准的产品采用最新的元件级标准设计，可为自动化、电力转换、可再生能源和传感器等工业应用提供持久的效率。

什么是安全完整性等级？

安全完整性等级（SIL）是一个旨在提高电气元件功能安全性的框架。它为部件提供了一个切实的目标，使其能够满足工业运行的要求。为确定部件的 SIL，要进行复杂的风险评估。

你们的组件是否也符合 ISO 26262 标准？

功能安全标准 ISO 26262 是对 IEC 61508 的改编，专门针对汽车行业。我们的 MCU 完全符合这两项功能安全标准，可确保工业和汽车应用中的全面运行安全。

您的 MCU 适合工业应用吗？

我们的所有电气元件都经过严格测试，确保符合功能安全法规，包括 IEC 61508 标准。这意味着我们只提供完全兼容的 MCU，这些 MCU 适用于广泛的工业应用，包括可再生能源、生物质能、生物质能和生物燃料。