工业安全系统包含了极复杂的制造业基础建设和生产流程,以及许多不同层级的安全性需求。本文将探讨当前业界关注的安全标准,特别是IEC 61508电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全性,另外也将针对连网嵌入式系统的安全议题进行讨论。
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所有的系统设计都有失败的可能性。要求零故障率的系统设计是不可能的,即使最强大的系统也可能遭遇故障情况。因此,每一种应用在设计时,都应该订定可接收的失效率水平。例如,美国核电厂的目标是110,000年才能出现一次故障。许多发电厂的故障容许率都远超过美国核电厂,甚至达到数百万年。
当然这些都是极端的例子,但我们在设计时,仍应该考虑到每一种应用可能会对设备本身带来破坏的情况,因此,故障率的可容忍水平应该针对每一种应用,考虑其可能出现的潜在损坏风险。
从市场面来看,过去几年来全球经济情况和日趋激烈的竞争,也迫使许多企业重新设计产品以寻求差异化,因此,针对安全性的各种新功能,遂成为提高企业竞争力,避免与对手产品重迭的利器。
特别是连网比例日益升高的嵌入式系统中,对安全性的问题也更加关注,因为这些系统遭受恶意攻击的数量正持续提升中。这也带动了安全组件的蓬勃发展,据IMS Research估计,全球分离式机器的安全组件营收在2011年成长了17.5%,目前市场规模已超过20亿美元。
本文接下来说明了使用FPGA进行设计时针对IEC 61508标准必须考虑的重点,包括设计输入、合成、布局布线,以及最终的制造和测试等。
白皮书阅读:Developing Safety Critical Applications that Meet IEC 61508 Standards