整合多种安全特征 FPGA打造安全汽车应用

汽车工业正经历重大的结构化转变。自动驾驶革命增加了电子系统的复杂性和缩短了设计周期。随着人们对安全和燃油效率的关注增加，混合动力车辆和电动车辆也益发受到注目。

这些车辆的电子系统不仅应满足功能要求，而且还要确保在汽车的整个使用寿命期间无缺陷和故障地安全运行。 这些系统中使用的零组件必须满足或超过汽车电子协会(AEC)等各种工业团体规定的可靠性标准。 安全性关键的汽车应用还应能够防止这些系统功能因为任何未授权存取、篡改或破坏而被改变并导致灾难性结果(包括人命伤亡)。

安全性是汽车设计的关键

汽车创新和技术的提升正推动配置安全解决方案、减少相关安全威胁的需求。 虽然包括高级驾驶辅助系统(ADAS)、车辆连接性能和自动驾驶等先进特性对车辆的舒适性和安全性水平做出了重大贡献，但它们也使车辆更容易遭受黑客攻击和面对各种安全威胁。

例如，V2V/V2I通讯系统采用专用车载短程通讯系统，使车辆能够将安全相关信息发送到其他车辆和从其他车辆接受此类信息。 所有V2V/V2I信息都来自值得信任的来源，并且应有安全防护措施，确保信息未在发送和接收之间被篡改，这是非常重要的。 如果车辆之间未建立值得信任且安全的通讯，后果会非常严重。 共享信息和车内通讯使用的增加，也使汽车容易受到黑客攻击。 此外，用户关心隐私问题，要求保证信息不会泄露驾驶员的身份或位置信息。 匿名车辆的安全信息应只提供给预先授权的车辆和其他机构。

多重保护实现功能安全

一些FPGA整合了多种安全特征，如差异化功率分析(DPA)保护、加密加速器、高级加密标准(AES)、安全散列算法(SHA)、篡改检测器、物理不可复制功能(PUF)等，可以提供硬件、设计和数据层面的安全， 从而实施安全的汽车解决方案。

高级驾驶辅助系统(ADAS)

ADAS是提供被动和主动回馈以改善驾驶员安全性和舒适感的电子系统。它们是预测性系统，针对潜在危险，预先提出警报，以防止事故。由于消费者安全意识增加及政府法规规定，这些系统正日益被OEM采纳。ADAS的各种特性包括自适应巡航控制、盲点预警、偏道警告、避碰和行人检测系统。ADAS以复杂的传感器配置为基础，传送信息如速度、温度、物体存在性、讯号和车道检测至处理和控制装置。这些输入经过处理，实现图像增强、畸变校正、物体识别和动态估计，然后，经分析后，采取纠正措施。 控制系统接收处理过的输入，控制输出，如剎车或向驾驶警察报系统。 ADAS必须坚守其功能以避免事故，因此，需要安全的，带有失效保护的实施方案。 FPGA能够实施数据处理和显示功能，提供可靠安全的解决方案。

V2X通讯系统采用车载专用短程无线电通讯装置，将有关安全的信息传输到其他车辆。 这些信息包括有关车辆速度、方向、剎车状态和尺寸。这些系统还接收有关其他车辆的相同信息。配备V2X的车辆由于能够通过其他车辆获得更远的检测距离及「看到」周围环境，因此能够以比传感器、摄像机或雷达快很多的速度「意识」到其他车辆的存在，并向其他驾驶员预警某些威胁。