Приложение С (обязательное). Метрики архитектуры аппаратных средств

Приложение С
(обязательное)

Метрики архитектуры аппаратных средств

С.1 Классификация и охват диагностикой сбоев

С.1.1 Данное требование распространяется на значения УПБА (В), С и D цели безопасности. Метрики архитектуры аппаратных средств должны быть определены для аппаратных средств устройства и только для связанных с безопасностью элементов аппаратных средств, у которых существует возможность внести существенный вклад в нарушение цели безопасности.

Пример - Элементы аппаратных средств, множественные сбои которых имеют n > 2, могут быть исключены из расчетов, если они не рассматриваются в технической концепции обеспечения безопасности.

С.1.2 Данное требование распространяется на значения УПБА (В), С и D цели безопасности. Каждый сбой, происходящий в связанном с безопасностью элементе аппаратных средств, должен быть классифицирован в соответствии с рисунком В.1, как:

a) одиночный сбой;

b) остаточный сбой.

Пример - Элемент аппаратных средств может иметь сбои "обрыв цепи", "короткое замыкание на массу", и "короткое замыкание на линию высокого напряжения", но только сбои "обрыв цепи" и "короткое замыкание на массу" охватываются механизмами безопасности. Сбой "короткое замыкание на линию высокого напряжения" является остаточным сбоем, так как он не охватывается механизмом безопасности, если он приводит к нарушению заданной цели безопасности;

c) множественный сбой;

d) безопасный сбой.

Рисунок С.1 дает графическое представление классификации сбоев связанных с безопасностью элементов аппаратных средств устройства.

Рисунок С.1 - Классификация сбоев связанных с безопасностью элементов аппаратных средств устройства

В этом графическом представлении:

- расстояние n представляет собой число независимых одновременно присутствующих сбоев, вызывающих нарушение цели безопасности (n = 1 для одиночного или остаточного сбоя, n = 2 для двойного сбоя и т.д.);

- сбои с расстоянием, равным до значения n, расположены в районе между окружностями n и n - 1;

- множественные сбои с расстоянием строго больше n = 2 следует рассматривать как безопасные сбои, если они не рассматриваются в технической концепции обеспечения безопасности.

Примечание - Кратковременные сбои, для которых механизм безопасности возвращает устройство в состояние без сбоя, можно рассматривать как выявляемые множественные сбои, даже если водитель никогда не сообщал об их существовании.

Пример - В случае использования кода коррекции ошибок для защиты памяти от кратковременных сбоев, устройство будет возвращаться в состояние без сбоя, если механизм безопасности, кроме передачи корректного значения в ЦП, изменяет значение ошибочного бита на обратное внутри массива памяти (например, путем перезаписи скорректированного значения).

Интенсивность отказов каждого связанного с безопасностью элемента аппаратных средств может быть поэтому выражена в соответствии с уравнением (С.1) (предполагая, что все сбои независимы и распределены экспоненциально), а именно:

,

(С.1)

где - интенсивность отказов, связанных с одиночными сбоями элемента аппаратных средств;

- интенсивность отказов, связанных с остаточными сбоями элемента аппаратных средств;

- интенсивность отказов, связанных с множественными сбоями элемента аппаратных средств;

- интенсивность отказов, связанных с безопасными сбоями элемента аппаратных средств.

Интенсивность отказов, связанных с множественными сбоями элемента аппаратных средств , может быть выражена уравнением (С.2) следующим образом:

,

(С.2)

где - интенсивность отказов, связанных с воспринимаемыми или выявляемыми множественными сбоями элемента аппаратных средств;

- интенсивность отказов, связанных со скрытыми сбоями элемента аппаратных средств.

Интенсивность отказов, связанных с остаточными сбоями, может быть определена с помощью охвата диагностикой механизмов безопасности, которые предотвращают множественные сбои элемента аппаратных средств. Уравнение (С.3) дает консервативную оценку интенсивности отказов, связанных с остаточными сбоями:

,

,

(С.3)

где - расчетная интенсивность отказов, связанных с остаточными сбоями;

- значение охвата диагностикой остаточных сбоев, выраженное в процентах.

Интенсивность отказов, связанных со скрытыми сбоями, может быть определена с помощью охвата диагностикой механизмов безопасности, которые предотвращают скрытые сбои элемента аппаратных средств. Уравнение (С.4) дает консервативную оценку интенсивности отказов, связанных со скрытыми сбоями:

,

,

(С.4)

где - расчетная интенсивность отказов, связанных со скрытыми сбоями;

- значение охвата диагностикой скрытых сбоев, выраженное в процентах.

Примечания

1 Для данной цели может быть использовано приложение D в качестве основного подхода для расчета заявленного охвата диагностикой и его поддержки надлежащим обоснованием.

2 Если рассмотренные выше оценки считаются слишком консервативными, то детальный анализ видов отказов элемента аппаратных средств может отнести каждый вид отказов к одному из классов сбоев (одиночные сбои, остаточные сбои, скрытые, выявляемые или воспринимаемые множественные сбои или безопасные сбои) для заданной цели безопасности и определить интенсивности каждого вида отказов. Для классификации сбоев может быть использована блок-схема приложения В.

С.2 Метрика одиночного сбоя

С.2.1 Данная метрика отражает устойчивость устройства к одиночным и остаточным сбоям, которая реализуется или охватом механизмами безопасности или в процессе проектирования (в основном допускаются безопасные сбои). Большое значение метрики одиночного сбоя означает, что отношение одиночных сбоев к остаточным сбоям в аппаратных средствах устройства является низким.

С.2.2 Данное требование распространяется на значения УПБА (В), С и D цели безопасности. Для определения метрики одиночного сбоя необходимо использовать уравнение (С.5):

,

(C.5)

где является суммой значений , связанных с безопасностью элементов аппаратных средств устройства для рассматриваемых метрик.

Примечания

1 Для данной метрики рассматриваются только связанные с безопасностью элементы аппаратных средств устройства, отказы которых могут внести существенный вклад в нарушение цели безопасности.

Пример - Элементы аппаратных средств, множественные сбои которых имеют n > 2, могут быть исключены из расчетов, если эти сбои не рассматриваются в технической концепции обеспечения безопасности.

2 Рисунок С.2 дает графическое представление метрики одиночного сбоя.

3 Пример расчета метрики скрытого сбоя приведен в приложении Е.

Рисунок С.2 - Графическое представление метрики одиночного сбоя

С.3 Метрика скрытого сбоя

С.3.1 Данная метрика отражает устойчивость устройства к скрытым сбоям, которая реализуется или охватом сбоев механизмами безопасности или самим водителем, понимающим, что перед нарушением цели безопасности происходит сбой, или в процессе проектирования (в основном допускаются безопасные сбои). Большое значение метрики скрытого сбоя означает, что часть скрытых сбоев в аппаратных средствах устройства низка.

С.3.2 Данное требование распространяется на значения УПБА (В), С и D цели безопасности. Для определения метрики скрытого сбоя необходимо использовать уравнение (С.6):

,

(С.6)

где является суммой значений , связанных с безопасностью элементов аппаратных средств устройства для рассматриваемых метрик.

Примечания

1 Для данной метрики рассматриваются только связанные с безопасностью элементы аппаратных средств устройства, отказы которых могут внести существенный вклад в нарушение цели безопасности.

Пример - Элементы аппаратных средств, множественные сбои которых имеют n > 2, могут быть исключены из расчетов, если эти сбои не рассматриваются в технической концепции обеспечения безопасности.

2 Рисунок С.3 дает графическое представление метрики скрытого сбоя.

3 Пример расчета метрики скрытого сбоя приведен в приложении Е.

Рисунок С.3 - Графическое представление метрики скрытого сбоя