Posts Tagged with "ISO 26262"

既に発行済みのブログであっても適宜修正・追加することがあります。
We may make changes and additions to blogs already published.

PMHF関連資料の渉猟 (4)

posted by sakurai on August 5, 2021 #430

前稿の続きです。

前記安全機構は第1層安全機構と第2層安全機構とを含み、

SMには1st SMと2nd SMがあるという、規格にある図と同じサブシステムが、本特許の対象です。

第1層安全機構は部品の故障の少なくとも部分的なカバレッジを提供することができ、

1st SMにはそのDCがあることを言っています。$K_\text{IF,FMC,RF}$に相当します。

第2層安全機構は第1層安全機構の故障の少なくとも部分的なカバレッジを提供することができ、

2nd SMにはそのDCがあることを言っています。$K_\text{SM,FMC,MPF}$に相当します。

前記方法は、

ここからが新規性があると思われる部分です。この前記方法とは、「電子システムの偶発的なハードウェア故障の確率的メトリックを求める方法」です。

前記第1層安全機構に対応付けられる第1組の確率を計算するステップと、

1st SMに関連する確率を計算するステップのようです。ちなみに、PMHFは、安全目標侵害確率を計算してからそれを車両寿命で除算して算出するので、最初に確率計算するステップが続きます。

第1組の確率が何を指すかは定かではありません。1st SMのDCに関係すると解釈すれば、 $$\lambda_\text{m,RF}=(1-K_\text{m,RF})\lambda_\text{m}$$ に関する確率のようです。

前記部品の直接侵害フォールトに対応付けられる第2組の確率を計算するステップと、

前記部品というのはIFを指すようです。第1組の確率も直接侵害フォールトに関するものですが、第1組はSMで保護されており、第2組がSMの表現を含まないので保護されていないとすれば、 $$\lambda_\text{m,SPF}$$ に関する確率かもしれません。ここではSPFもRFも狭義の意味です。


左矢前のブログ 次のブログ右矢

PMHF関連資料の渉猟 (3)

posted by sakurai on August 3, 2021 #429

今まではPMHF関連の記事、論文について検討してきましたが、新たに特許が引っ掛かりました。PMHF研究者としては特許も重要な研究対象です。ここでは 「偶発的なハードウェア故障の確率的メトリック」(ルネサスエレクトロニクス)を取り上げます。

本特許はその請求項で、PMHF式の算出法をクレームしているようです。

しかしながら請求項で、規格に従えば新規性が無く、逆に規格に従わなければ規格違反となるという、二律背反な主張を行わなければなりません。

それでは請求項を見てみましょう。

請求項1
エレメントと安全機構とを含む電子システムの偶発的なハードウェア故障の確率的メトリックを求める方法であって、前記安全機構は第1層安全機構と第2層安全機構とを含み、第1層安全機構は部品の故障の少なくとも部分的なカバレッジを提供することができ、第2層安全機構は第1層安全機構の故障の少なくとも部分的なカバレッジを提供することができ、前記方法は、前記第1層安全機構に対応付けられる第1組の確率を計算するステップと、前記部品の直接侵害フォールトに対応付けられる第2組の確率を計算するステップと、前記部品の間接侵害フォールトに対応付けられる第3組の確率を計算するステップと、前記第1組、前記第2組、および前記第3組の確率に依拠して偶発的なハードウェア故障の確率的メトリックの値を取得するステップとを含む、方法。

ここで、第1層安全機構は1st SM、第2層安全機構は2nd SMと読み替えることができます。

最初から見ていきます。

エレメントと安全機構とを含む電子システムの偶発的なハードウェア故障の確率的メトリックを求める方法であって

弊社でいうところの対象サブシステムにはIFであるエレメントとSMを含みます。そのPMHFを求める方法について、以下で詳細をクレームしています。


左矢前のブログ 次のブログ右矢

posted by sakurai on August 2, 2021 #428

表428.1はRAMS 2022正式採択までのマイルストーンであり、今後適宜更新します。

表428.1 RAMS 2022へのマイルストーン
年月日 マイルストーン 状態
2021/8/1 論文、プレゼン投稿締め切り(名前、所属無し版)
2021/9/1 第1回論文、プレゼン資料査読コメント受領
2021/?/? 改訂版論文、プレゼン投稿締め切り(名前、所属無し版)
2021/?/? 学会出席登録締め切り
2021/?/? 最終査読コメント受領
2021/10/10 最終論文、プレゼン投稿締め切り(名前、所属有り版)


左矢前のブログ 次のブログ右矢

PMHF関連資料の渉猟 (2)

posted by sakurai on July 29, 2021 #427

次の資料は、「車載用半導体デバイスにおける機能安全 (ISO26262)への取組み」です。

PMHFに関しては次のような記述があります。

次に故障率に関してであるが,前述のメトリクス計算に加え,もう一つの数値化要素である安全目標の侵害確 率分析にこの故障率が採用される.(表 5)

まず誤りはPMHFのことを「故障率」と呼んでいますが、規格にもわざわざ章を設けて、故障率とPMHFは同じ単位を用いるが異なるものであることを説明しているので、誤りです。PMHFとは安全目標侵害確率の時間平均です。

続く文章で、

詳細は割愛するが,主に潜在故障(λRF:Residual Fault)で構成される本分析は,まさに安全目標を侵害する確率を一定の故障率如何に抑える事が目的である .

この文には3点誤りを含みます。

1つ目はRFを潜在故障と訳していることです。RFは残余故障です。で、文意はPMHFの構成を示しているため、残余故障率と修正するのが適切です。なぜならPMHFにおいて、LFも関係するものの、数値的に主な(おおむね95%以上の)構成要素はλRFであるからです。

2つ目はtypoの部類であり、一定の故障率以下に抑えると修正するべきです。前者もtypoといえそうですが、故障分類の理解度にも関わるのでtypoとは言えません。

3つ目は、確率と故障率を同一視していますが、両者は単位が異なるので、同一視できません。


左矢前のブログ 次のブログ右矢

PMHF関連資料の渉猟

posted by sakurai on July 28, 2021 #426

検索においてPMHFと入力すると様々な資料が入手できますが、「未来の輸送システムに向けた安全で 堅牢な機能安全システム・ベース・チップ(SBC)」(NXP)という資料を見ていきます。

安全検出機構(モニタリング機能)のLFM(Latent Fault Metric:潜在的故障の評価指標)故障は、単一故障と同時に発生した場合にアプリケーションの安全目標の違反につながる可能性があります(ASIL Dの場合は90%以上)。BIST等で検出されない潜在的故障モードの残りのFITを使用して、同じ方法をLFMに適用します

何点かある誤りにお気づきでしょうか?まず誤りポイントは、「LFM故障」というところです。LFMはメトリクスであり、故障ではありません。LFが故障なので、LF故障の目標値がLFMです。

従って、ここはLFMではなく、LF(潜在故障/フォールト)に修正する必要があります。

次に、誤りポイントは「同時に発生した」というところです。数学的に故障が同時に発生する確率は、ほぼ確実にゼロです。LFの定義としては、第1のフォールトが発生している状況で時間が経過し、他の単一フォールトが起きそれにより安全目標侵害となる、最初のフォールトがLFです。ちなみに、2番目のフォールトはDPFです。

細かいことを言えば、

潜在的故障モードの残りのFITを使用して

は意味が良くわかりませんが、SPFMのほうを見ると1から引くことを残りと言っているようです。残りというと残余故障を想像しがちですが、ここでは別の意味のようです。

さて、問題のPMHFについては以下のように記述されています。

PMHFは、アプリケーションのライフタイム(自動車では最低15年)に対してSPFMとLFMから算出されます。

PMHFはSPFMとLFMからは計算できないので、誤りです。


左矢前のブログ 次のブログ右矢

posted by sakurai on June 15, 2021 #421

前稿でご紹介した、2022年1月24日からアリゾナ州ツーソンのヒルトンホテルで開催される予定のRAMS 2022(68th Annual Reliability and Maintainability Symposium)に、弊社代表が投稿した論文のアブストラクトが採択されたとの連絡が届きました。まだ正式採択ではないため、8月の締め切りに向け論文をブラッシュアップしていくことになります。

表421.1はRAMS 2022正式採択までのマイルストーンであり、今後適宜更新します。

表421.1 RAMS 2021へのマイルストーン
年月日 マイルストーン 状態
2021/8/1 論文、プレゼン投稿締め切り(名前、所属無し版)
2021/9/1 第1回論文、プレゼン資料査読コメント受領
2021/?/? 改訂版論文、プレゼン投稿締め切り(名前、所属無し版)
2021/?/? 学会出席登録締め切り
2021/?/? 最終査読コメント受領
2021/10/10 最終論文、プレゼン投稿締め切り(名前、所属有り版)


左矢前のブログ 次のブログ右矢

RAMS 2021発表結果

posted by sakurai on June 11, 2021 #419

IEEE Reliability Societyの主催するRAMS 2021が先月(5月)末に終わり、主催者からプログラムの発表がありました。

図%%.1
図419.1 RAMS 2021の様子

前稿でご紹介したように、弊社の発表は2021年5月24日午後13:30からの2C

のうち最初のセッション2C-01でした。しかしながら、米国から日本への出国が禁止となったため、米国出張を自粛したことにより、事前録画の再生及びポスター発表のみとなりました。論文は上記のリンクから取得可能です。

図%%.2
図419.2 弊社セッション2C-01


左矢前のブログ 次のブログ右矢

EOTTIの考え直し(3)

posted by sakurai on April 21, 2021 #386

前稿において、ようやくSM1にEOTTI制約がある場合についての$M_\text{PMHF}$が求められたので、今回は以前のブログ記事にならい、非冗長におけるEOTTIの制約を求めます。ただし、MPFDIを定めないとEOTTIが定まらないという制約があるので、MPFDIを100H, 10H, 1Hのように振ってみます。

さて、非冗長であることから(385.1)に$K_\text{IF,det}=1$を代入し、 $$ \begin{eqnarray} M_\text{PMHF}&=&(1-\frac{T_\text{eotti}}{T_\text{mpfdi}}K_\mathrm{IF,RF})\lambda_\text{IF}+\frac{T_\text{eotti}}{T_\text{mpfdi}}K_\mathrm{IF,RF}\alpha \end{eqnarray}\tag{386.1} $$ ただし、 $$ \alpha:=\frac{1}{2}\lambda_\mathrm{IF}\lambda_\mathrm{SM}[(1-K_\mathrm{SM,MPF})T_\text{lifetime}+K_\mathrm{SM,MPF}T_\text{mpfdi}] $$ となります。よって、EOTTIの最大値は、 $$ \frac{M_\text{PMHF}-\lambda_\text{IF}}{\alpha-\lambda_\text{IF}}\cdot\frac{T_\text{mpfdi}}{K_\text{IF,RF}}\\ =\frac{M_\text{PMHF}-\lambda_\text{IF}}{\frac{1}{2}\lambda_\mathrm{IF}\lambda_\mathrm{SM}[(1-K_\mathrm{SM,MPF})T_\text{lifetime}+K_\mathrm{SM,MPF}T_\text{mpfdi}]-\lambda_\text{IF}}\cdot\frac{T_\text{mpfdi}}{K_\text{IF,RF}}\\ =\img[-1.35em]{/images/withinseminar.png} \tag{386.2} $$ で求められます。

規格に記述されている数値を入れてみたところ、矛盾が起きました。その理由は規格が誤ったPMHF方程式に基づいているためのようです。従ってEOTTIの最大値を具体的な数値について議論することは断念しました。

弊社ではEOTTIに関する論文をRAMS 2023に投稿予定であることから、ブログの一部を非開示(セミナー内でのご紹介と表示)としました。RAMS 2023で論文が採択・発表された後(2023年2月頃)に公開予定です。


左矢前のブログ 次のブログ右矢

EOTTIの考え直し(2)

posted by sakurai on April 20, 2021 #385

引き続き(b)~(d)の平均PUD計算

前稿において、

(a) OPR$\rightarrow$SPF

が求められましたが、結果として$K_\text{IF,RF}$に対して$\frac{T_\text{eotti}}{T_\text{mpfdi}}K_\mathrm{IF,RF}$を代入した形となりました。よって、

(b) LAT2$\rightarrow$SPF
(c) LAT2$\rightarrow$DPF
(d) LAT1$\rightarrow$DPF

残りの(b), (c), (d)を同様に求めます。過去記事のPMHF結果式(373.1)において、上記を代入し、 $$ \begin{eqnarray} M_\text{PMHF}&=&\left(1-\frac{T_\text{eotti}}{T_\text{mpfdi}}K_\mathrm{IF,RF}\right)\lambda_\text{IF}+\frac{T_\text{eotti}}{T_\text{mpfdi}}K_\mathrm{IF,RF}\color{red}{K_\text{IF,det}}\alpha+2\frac{T_\text{eotti}}{T_\text{mpfdi}}K_\text{IF,RF}\color{red}{(1-K_\text{IF,det})}\beta\\ &=&\img[-1.35em]{/images/withinseminar.png}\\ \end{eqnarray}\tag{385.1} $$ ただし、 $$ \begin{cases} \begin{eqnarray} \alpha&:=&\frac{1}{2}\lambda_\mathrm{IF}\lambda_\mathrm{SM}[(1-K_\mathrm{SM,MPF})T_\text{lifetime}+K_\mathrm{SM,MPF}T_\text{mpfdi}],\\ \beta&:=&\frac{1}{2}\lambda_{\mathrm{IF}}\lambda_{\mathrm{SM}}[(1-K_{\mathrm{MPF}})T_\text{lifetime}+K_{\mathrm{MPF}}T_\text{mpfdi}],\\ K_{\mathrm{MPF}}&:=&K_{\mathrm{IF,MPF}}+K_{\mathrm{SM,MPF}}-K_{\mathrm{IF,MPF}}K_{\mathrm{SM,MPF}} \end{eqnarray} \end{cases} $$ となります。

EOTTIの詳細なタイミング

以上の議論は、EOTTI時間間隔とMPFDI時間間隔の比に依存すると単純化してきましたが、実際にはIFのフォールトは図385.1のように生起します。

図%%.1
図385.1 フォールト発生から修理まで

詳細に見れば、フォールト発生から修理まではSM1によりVSG抑止されていますが、この時間内にSM1にフォールトが発生するとDPFとなります。今回の議論においては、EOTTIでカバーされる時間内では即時修理される前提でhit率を計算したため、そこに若干の齟齬が出るはずです。

良く考えると、IFの1点フォールトでレイテントとなり、定期検査で修理されて正常に戻る図385.1の動作は、以前のMPF detectedがレイテントであった頃と変わりません。IFでのフォールト生起から検査・修理までの時間間隔においてSM1にフォールトが発生するとDPFとなるためです。従って、この条件でPMHFを求めると、元に戻って(LFMとは矛盾を起こすようにはなるものの)求められたPMHF式に、EOTTIの効果を入れれば良いことになります。

弊社ではEOTTIに関する論文をRAMS 2023に投稿予定であることから、ブログの一部を非開示(セミナー内でのご紹介と表示)としました。RAMS 2023で論文が採択・発表された後(2023年2月頃)に公開予定です。


左矢前のブログ 次のブログ右矢

EOTTIの考え直し

posted by sakurai on April 19, 2021 #384

OPRSPFの平均PUDの計算

従来はMPF detectedはnon faultyでしたが、今回EOTTIの導入に伴い、SM1の時間制約としてのEOTTI後に、VSG抑止の時間切れとなることからSPFとするように変更しました。従って、MPF detectedといえどもSPF計算に関係してきます。 前稿#369を参照し、OPRからSPFへの平均PUD(66.13)を計算します。

図%%.1
図384.1 OPRSPFの遷移(a)

OPRからSPFへの平均PUDは、 $$ \overline{q_{\mathrm{SPF(a),IFU}}}=\frac{1}{T_\text{lifetime}}\Pr\{\mathrm{SPF\ via\ (a)\ at\ }T_\text{lifetime}\}\tag{384.1} $$ ここで、表368.1より、IF non preventableのupは(2)及び(4)のうちEOTTIでカバーされない分=miss分=(383.1)、の2排他条件であるため、 $$ \begin{eqnarray} (384.1)&=&\frac{1}{T_\text{lifetime}}\int_0^{T_\text{lifetime}}\Pr\{\left(\mathrm{OPR_\overline{prev}\ at\ }t\cup\mathrm{OPR_\text{prev}\ at\ }t\cap miss\right)\cap\mathrm{IF\ down\ in\ }(t, t+dt]\}\\ &=&\frac{1}{T_\text{lifetime}}\int_0^{T_\text{lifetime}}\Pr\{\mathrm{OPR_\overline{prev}\ at\ }t\cap\mathrm{IF\ down\ in\ }(t, t+dt]\}\\ & &+\frac{1}{T_\text{lifetime}}\int_0^{T_\text{lifetime}}\Pr\{\left(\mathrm{OPR_\overline{prev}\ at\ }t\cap miss\right)\cap\mathrm{IF\ down\ in\ }(t, t+dt]\}\\ &=&\frac{1}{T_\text{lifetime}}\int_0^{T_\text{lifetime}}\Pr\{\mathrm{IF\ down\ in\ }(t, t+dt]\ |\ \mathrm{OPR_\overline{prev}\ at\ }t\}\Pr\{\mathrm{OPR_\overline{prev}\ at\ }t\}\\ & &+\frac{\Pr\{miss\}}{T_\text{lifetime}}\int_0^{T_\text{lifetime}}\Pr\{\mathrm{IF\ down\ in\ }(t, t+dt]\ |\ \mathrm{OPR_\text{prev}\ at\ }t\}\Pr\{\mathrm{OPR_\text{prev}\ at\ }t\}\\ \end{eqnarray} \tag{384.2} $$ 前稿#369の(369.5)より、 $$ \frac{1}{T_\text{lifetime}}\int_0^{T_\text{lifetime}}\Pr\{\mathrm{IF\ down\ in\ }(t, t+dt]\ |\ \mathrm{OPR_\overline{prev}\ at\ }t\}\Pr\{\mathrm{OPR_\overline{prev}\ at\ }t\}\\ =\frac{1}{T_\text{lifetime}}\int_0^{T_\text{lifetime}}(1-K_\mathrm{IF,RF})R_\mathrm{IF}(t)A_\mathrm{SM}(t)\lambda_\mathrm{IF}dt \tag{384.3} $$ さらに、 $$ \frac{1}{T_\text{lifetime}}\int_0^{T_\text{lifetime}}\Pr\{\mathrm{IF\ down\ in\ }(t, t+dt]\ |\ \mathrm{OPR_{prev}\ at\ }t\}\Pr\{\mathrm{OPR_{prev}\ at\ }t\}\\ =\frac{1}{T_\text{lifetime}}\int_0^{T_\text{lifetime}}K_\mathrm{IF,RF}R_\mathrm{IF}(t)A_\mathrm{SM}(t)\lambda_\mathrm{IF}dt \tag{384.4} $$ は明らかであるから、これらを(384.2)に代入して、 $$ \require{cancel} (384.2)=\frac{1}{T_\text{lifetime}}\int_0^{T_\text{lifetime}}\left[(1-\bcancel{K_\text{IF,RF}})+K_\text{IF,RF}\left(\bcancel{1}-\frac{T_\text{eotti}}{T_\text{mpfdi}}\right)\right]R_\mathrm{IF}(t)A_\mathrm{SM}(t)\lambda_\mathrm{IF}dt\\ =\frac{1}{T_\text{lifetime}}\int_0^{T_\text{lifetime}}\left(1-\frac{T_\text{eotti}}{T_\text{mpfdi}}K_\text{IF,RF}\right)R_\mathrm{IF}(t)A_\mathrm{SM}(t)\lambda_\mathrm{IF}dt \tag{384.5} $$ よって、(103.6)の結果を用い、$\tau=T_\text{mpfdi}$であるから、 $$ \begin{eqnarray} (384.5)&\approx&\left(1-\frac{T_\text{eotti}}{T_\text{mpfdi}}K_\mathrm{IF,RF}\right)\lambda_\mathrm{IF}-\left(1-\frac{T_\text{eotti}}{T_\text{mpfdi}}K_\mathrm{IF,RF}\right)\alpha\\ &=&\img[-1.35em]{/images/withinseminar.png}\\ & &\text{ただし、} \alpha:=\frac{1}{2}\lambda_\mathrm{IF}\lambda_\mathrm{SM}\left[(1-K_\mathrm{SM,MPF})T_\text{lifetime}+K_\mathrm{SM,MPF}T_\text{mpfdi}\right] \end{eqnarray} \tag{384.6} $$

MPFDIに対してEOTTI分だけSM1のカバレージが減少すると解釈すると、SM1のEOTTIの制約に対して理屈に合っています。

弊社ではEOTTIに関する論文をRAMS 2023に投稿予定であることから、ブログの一部を非開示(セミナー内でのご紹介と表示)としました。RAMS 2023で論文が採択・発表された後(2023年2月頃)に公開予定です。


左矢前のブログ 次のブログ右矢


ページ: