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技术趋势
Technology Trends

嵌入式视觉

嵌入式视觉应用中的安全考虑

文/Aaron Behman，Adam Taylor

嵌入式视觉（EV）系统广泛应 或可编程片上系统（SoC）， Time to Failure Failure in
SIL ASIL DAL (hours) Time (FIT)
用于从高级驾驶员辅助系统（ADAS） 可以解决迄今为止提出的许 A 1,000,000,000 1
4 D 100,000,000 10
到医学成像、增强现实和许多其他机 多考虑。 3 C B 10,000,000 100
器视觉应用。 2 B 1,000,000 1,000
1 A C 100,000 10,000
虽然嵌入式视觉系统的引入为终 这些标准真正意味着 D 100,000 10,000
E 1,000 1,000,000
端应用增加了显著益处，但开发者有 什么？ 图1：在SIL、DAL和ASIL安全标准中有许多不同的级别，这取
责任确保系统的引入不会导致生命损 许多这些安全标准通过 决于应用的关键程度。
失、人身伤害或财产损失。为了实现 不同的名称定义了安全级别，从基 到生产和处置的总体工程方法。
这一需求，不仅需要遵循工程生命周 于 IEC61508 标准的安全完整性等级 在这个生命周期内，必须定义控
期和约定的标准来考虑设计安全性， （SIL），到基于 DO254 标准的设计保 制项目进展的工程审核门。在这些审
而且需要考虑嵌入式视觉系统的安全 证等级（DAL），以及基于 ISO26262 核期间，独立的技术专家将检查要求、
性，以防止它被恶意地或以其他方式 标准的汽车 SIL（ASIL）。 设计、技术报告和测试结果，以确保
修改。 在 SIL、DAL 和 ASIL 中还有许 设计成熟度适合进展到下一阶段，或
嵌入式视觉系统的终端应用将推 多不同的级别，可以根据应用的关键 是否需要进一步工作，以达到所需的
动安全要求。例如，消费者应用将比 程度进行运用。通常，这些级别根据 证据标准。
ADAS 或机器视觉系统具有显著更少 失效时间（以小时为单位）来定义。 工程计划还将概述在每一级的查
的需求。 尽管不同的标准大致相同，但还是存 证和确认过程，这是为了获得证据以
为了帮助我们满足这些设计考 在一些差异，如图 1 所示。 实现符合适用标准的要求。这可能需
虑以及安全要求，存在一些众所周 当进行设计分析时，它展示了如 要在环境操作范围、动态振动和冲击
知的国际标准，如 IEC61508，它是 何达到认证所需的水平。工程师倾向 下测试嵌入式视觉系统。使嵌入式视
许多需要功能安全的电子系统的保 于使用 FIT 速率，即失效时间（小时） 觉系统经受加速寿命测试，也确保系
护伞。还有更多的特定应用标准，如 的倒数。当工作于 SIL 4 和 DAL A 级 统的操作寿命可以实现。
汽车应用的 ISO26262、机械应用 别时，需要一个正确架构的系统来实 当涉及到安全性，考虑工程师
的 IEC62061 和飞行应用的 DO178/ 现这些要求。 试图保护他们的设计时面临的高级问

DO254。 题，包括下文中介绍的几个方面。
此外，根据不同的终端市场，商 系统考虑
业应用还需要 CE、UL 或 CSA 标记。 安全系统的发展需要优异的系统 设计质量
这些标准中的每一个都有开发和验证 工程实践，在每个开发层次都有明确 显然，必须根据终端应用仔细
要求，需要在实施组织的工程以及交 的定义和可追溯的要求（见图 2）。 考虑部件选择和制造标准，以确保符
付生命周期中实现，以确保合规性。 如上所述，工程生命周期将由终 合应用的质量要求。当涉及到处理核
虽然嵌入式视觉系统的核心是处 端应用和所需的认证确定。该生命周 心时，最好使用评级适当的 FPGA 和
理核心，但是系统将通常包含 FPGA 期将定义从嵌入式视觉系统的概念、 SoC 器件。无论应用是否需要符合常

18 Mar/Apr 2017 视觉系统设计 Vision Systems Design China