《道路车辆+功能安全审核及评估方法 第4部分：硬件层面GBT+43253.4-2023》详细解读

《道路车辆功能安全审核及评估方法

第4部分：硬件层面GB/T43253.4-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4一般要求5硬件安全要求5\.1目标5\.2审核及评估的输入contents目录5\.3审核及评估的要求6硬件设计6\.1目标6\.2审核及评估的输入6\.3审核及评估的要求7硬件架构度量的评估7\.1目标7\.2审核及评估的输入contents目录7\.3审核及评估的要求8随机硬件失效导致违背安全目标的评估8\.1目标8\.2审核及评估的输入8\.3审核及评估的要求9硬件集成和验证9\.1目标9\.2审核及评估的输入contents目录9\.3审核及评估的要求10硬件要素评估10\.1目标10\.2审核及评估的输入10\.3审核及评估的要求附录A(资料性)硬件安全要求附录B(资料性)硬件设计附录C(资料性)硬件架构度量的评估contents目录附录D(资料性)随机硬件失效导致违背安全目标的评估附录E(资料性)硬件集成和验证附录F(资料性)硬件要素评估011范围1范围适用对象本标准适用于安装在除轻便摩托车外的量产道路车辆上的包含一个或多个电气/电子(E/E)系统的与安全相关的系统。这意味着，无论是轿车、货车还是其他类型的道路车辆，只要其上装有电气/电子系统，并且这些系统与安全相关，那么这些车辆的安全审核及评估就需要遵循本标准。不适用情况本标准不适用于特殊用途车辆上特定的电气/电子(E/E)系统，例如为残疾驾驶者设计的车辆系统。这表明，对于一些特殊设计的车辆，如残疾人专用车辆等，其安全审核及评估可能需要根据其他特定的标准或规范进行。目的与内容本部分的标准规定了针对安全相关的电气/电子系统在硬件层面的功能安全相关活动和工作成果，开展功能安全审核及评估的要求和方法。这主要是为了检查和判断开发过程及工作成果对于功能安全的符合性，确保车辆在使用过程中的安全性能。022规范性引用文件国际标准为了提高我国车辆功能安全的国际竞争力，该部分也可能参考并引用了国际上的相关标准，以确保我国车辆硬件层面的安全标准与国际接轨。国家标准与法规该部分可能引用了与车辆功能安全相关的其他国家标准和法规，确保在硬件层面的安全审核及评估过程中，各项工作均符合国家法律法规的要求。行业标准为了保证车辆硬件的安全性和兼容性，该部分可能还引用了相关的行业标准，对硬件的设计、生产、测试等环节进行规范。2规范性引用文件033术语和定义指在道路车辆中使用的，包含电气和电子部件的系统，这些系统通常用于控制和监测车辆的各种功能。电气/电子(E/E)系统指系统或设备在面临潜在的危险情况时，能够执行其设计的安全功能，从而避免或减少由于设备故障而导致的危险。功能安全指那些如果发生故障或失效，可能会导致危险情况发生的系统，这些系统需要特别关注其功能安全性。安全相关的系统3术语和定义044一般要求4一般要求适用范围该标准适用于安装在除轻便摩托车外的量产道路车辆上的，包含一个或多个电气/电子(E/E)系统的与安全相关的系统。这意味着，无论是轿车、卡车还是公交车等，只要其配备了电气/电子系统，并涉及到安全性功能，都需要遵循这一标准进行功能安全审核及评估。01不适用情况尽管该标准具有广泛的适用性，但它并不包括特殊用途车辆上特定的电气/电子系统，例如为残疾驾驶者设计的车辆系统。这类特殊系统可能需要根据其特定需求和条件进行定制化的安全审核及评估。02核心目标该部分的核心目标是确保道路车辆中的电气/电子系统在硬件层面上满足功能安全要求。这涉及到系统的可靠性、稳定性和可用性，以确保在面临各种潜在风险时，车辆能够保持安全运行，从而保护乘客和行人的安全。03055硬件安全要求5硬件安全要求电气/电子（E/E）系统硬件的可靠性该标准强调硬件组件必须能够在预定的环境条件下可靠地工作。这涵盖了从元器件选择、电路设计到整体系统架构的所有方面，确保在车辆使用寿命内，硬件能够持续、稳定地支持安全相关的功能。硬件的容错与故障检测机制标准规定了硬件层面应具备的容错技术和故障检测机制。这意味着系统必须能够检测并处理硬件故障，以防止或最小化故障对整体系统安全的影响。例如，通过使用冗余设计、错误检测和纠正技术等手段来提高系统的可靠性。硬件与软件的兼容性GB/T43253.4-2023还关注硬件与软件之间的兼容性问题。它要求硬件设计应考虑到与软件系统的协同工作，确保软硬件之间的顺畅交互，以及在软件更新或修改时硬件的适应性。这有助于减少因软硬件不兼容而导致的潜在安全风险。065.1目标确保硬件层面的功能安全：该标准的首要目标是确保道路车辆中电气/电子(E/E)系统在硬件层面的功能安全。这包括对硬件组件的可靠性、安全性和性能进行评估，以确保它们在各种条件下都能正常工作，不会对车辆的安全造成威胁。促进技术创新和行业发展：通过明确硬件层面的功能安全要求，该标准还旨在推动技术创新和行业发展。它鼓励制造商采用最新的安全技术和设计理念，以提高车辆的安全性和可靠性。同时，统一的标准也有助于降低生产成本，提高效率，从而促进整个行业的健康发展。提供审核及评估方法：标准提供了功能安全审核及评估的方法论，使得开发人员能够按照统一的标准对硬件系统进行审核和评估。这有助于确保所有车辆都达到相同的安全标准，提高整个行业的安全水平。5.1目标075.2审核及评估的输入5.2审核及评估的输入硬件设计文档包括电路设计图、PCB布局图、元器件清单等，这些文档是了解硬件设计的详细资料，也是进行审核及评估的重要依据。以往的经验和故障数据历史经验和故障数据对于评估硬件的可靠性和安全性至关重要。通过分析过去的故障案例，可以识别出潜在的风险点和改进措施。安全目标和安全需求在进行硬件层面的功能安全审核及评估时，首先需要明确的是车辆的安全目标和相关的安全需求。这些目标和需求是审核评估的基础，确保硬件设计满足整车功能安全的要求。030201085.3审核及评估的要求5.3审核及评估的要求确保硬件安全要求的完整性和恰当性审核及评估过程应确保所有与硬件相关的安全要求都被充分考虑并明确定义，这些要求必须完整且适合所评估的硬件系统。验证硬件设计与安全要求的符合性评估应检查硬件设计是否严格遵循了定义的安全要求，包括电路设计、元器件选择、冗余设计等方面，以确保硬件能够在各种预期的操作条件下安全运行。提供硬件架构度量评估的证据评估过程中应收集并提供关于硬件架构度量评估的详细证据，这些证据应能够证明硬件架构设计在探测和控制随机硬件失效方面的有效性。096硬件设计6硬件设计硬件设计需满足功能安全要求，确保在故障或异常情况下，系统能够进入安全状态或保持安全操作。这包括但不限于对电路板的布局、元器件的选择和冗余设计等方面的细致考虑。设计要求硬件设计应注重可靠性，通过选用高质量的元器件、采用合理的电路设计以及进行有效的热设计等措施，来提高硬件的抗干扰能力和稳定性。此外，设计过程中还需充分考虑电磁兼容性（EMC）问题，以减少电磁干扰对系统性能的影响。可靠性考虑在硬件设计阶段，应充分考虑系统的可维护性和可扩展性。这包括采用模块化设计、预留必要的接口和插槽、以及制定合理的维护计划等。通过这些措施，可以方便地对系统进行升级、扩展和维护，从而延长系统的使用寿命并降低总体拥有成本。可维护性与可扩展性010203106.1目标确保硬件安全设计符合功能安全要求本部分的首要目标是确保道路车辆的硬件设计能够满足功能安全的需求。这包括对硬件组件的可靠性、可用性和可维护性的全面考虑，以防止因硬件故障而导致的安全风险。6.1目标提供硬件安全审核及评估的指导标准旨在为相关从业人员提供一套系统且实用的硬件安全审核及评估方法。通过明确审核流程、评估准则和关键指标，帮助企业有效提升硬件设计的质量和安全性能。促进汽车行业硬件设计的标准化通过实施本部分的标准，可以推动汽车行业在硬件设计方面实现更高的标准化水平。这不仅有利于提升整个行业的安全性能，还能促进企业间的技术交流与合作，共同推动汽车产业的持续健康发展。116.2审核及评估的输入硬件设计文档这包括硬件的详细设计图纸、电路图、元件清单以及相关的技术说明。这些文档为审核及评估提供了基础的硬件构成和连接信息。硬件安全需求规范硬件验证和确认计划6.2审核及评估的输入这是根据系统级别的安全需求分解到硬件级别的具体安全要求，它明确了硬件需要满足的安全功能和性能指标。该计划描述了如何验证硬件设计是否满足安全需求，包括测试方法、测试环境、测试用例等，是评估硬件设计正确性和可靠性的重要依据。126.3审核及评估的要求符合性检查确保硬件设计满足相关安全标准和规定，对设计的每个环节进行严格的符合性检查，包括电路设计、元器件选择、防护措施等，以保障硬件在功能安全上的完备性。风险评估与缓解对硬件设计中可能存在的风险进行评估，并制定相应的风险缓解措施。这包括对潜在故障模式的分析、故障影响及危害性分析（FMEA/FMECA），以及针对识别出的风险制定适当的缓解策略和验证方法。验证与确认对硬件设计进行充分的验证与确认活动，包括仿真测试、实验室测试、实车测试等，以确保设计在实际应用中的可靠性和安全性。同时，要建立完善的文档记录，以便追溯和审查。6.3审核及评估的要求137硬件架构度量的评估-确保硬件架构能够满足功能安全要求。-识别潜在的安全风险并提出相应的改进措施。评估目的7硬件架构度量的评估-验证硬件组件的可靠性和兼容性。7硬件架构度量的评估7硬件架构度量的评估-分析硬件组件之间的依赖关系和交互影响。-对硬件架构的冗余设计、故障检测和容错能力进行评估。评估内容010203-检查硬件架构是否满足相关的安全标准和规范，如ISO26262等。7硬件架构度量的评估评估方法-邀请行业专家对硬件架构进行评审，获取更多专业意见和建议。-通过模拟故障情况，测试硬件架构的容错能力和恢复策略的有效性。-采用故障树分析（FTA）或失效模式与影响分析（FMEA）等方法对硬件架构进行定性和定量的风险评估。7硬件架构度量的评估01020304147.1目标7.1目标确保功能安全本部分的目标是提供一种审核及评估方法，确保道路车辆中的电气/电子（E/E）系统在硬件层面上满足功能安全的要求。这包括在系统出现故障或潜在危险情况时，能够保持安全状态或及时进入安全状态。指导硬件设计通过明确硬件层面的功能安全要求，为车辆制造商和零部件供应商提供设计指导，以确保所开发的电气/电子系统能够在各种条件下可靠运行，并最大限度地减少由系统故障引起的风险。促进标准化和一致性通过制定统一的审核及评估方法，推动道路车辆功能安全领域的标准化进程，确保不同制造商和供应商在设计和开发过程中遵循相同的安全准则，从而提高整个行业的安全水平。157.2审核及评估的输入7.2审核及评估的输入01这一输入涉及系统的安全目标和具体的安全需求，是审核及评估的基石。通过明确这些目标和需求，能够确保硬件设计满足既定的安全标准。包括硬件的选型、配置、连接方式等详细设计信息。这些设计方案将直接影响硬件的安全性能，因此是审核及评估的重要环节。在审核及评估过程中，需要充分了解当前已知的安全漏洞和潜在威胁，以便对硬件设计的安全性进行全面分析。这一输入有助于发现并解决可能存在的安全风险。0203安全目标和安全需求硬件设计方案已知的安全漏洞和威胁167.3审核及评估的要求7.3审核及评估的要求审核及评估的首要要求是对开发过程及工作成果进行功能安全的符合性检查。这包括对电气/电子(E/E)系统在硬件层面的设计、实现和测试等各个环节的详细审核，以确认其是否满足功能安全的标准和规范。除了符合性检查外，还需要对系统的整体安全性进行评估。这包括对系统的可靠性、可用性和可维护性等方面的综合评价，以及系统在异常或故障条件下的行为预测和风险控制能力的评估。审核及评估过程中，需要对相关的文档和证据进行详细的审查。这包括设计文档、测试报告、验证和确认结果等，以确保这些文档和证据的真实性和完整性，并能够支持系统的功能安全性。同时，还需要对开发过程中的问题记录、解决方案和验证结果进行审查，以确认问题的有效处理和解决。符合性检查系统性评估文档和证据审查178随机硬件失效导致违背安全目标的评估8随机硬件失效导致违背安全目标的评估安全措施根据评估结果，制定相应的安全措施，如采用冗余设计、增加故障诊断和隔离功能、进行定期维护和检查等，以降低随机硬件失效对系统安全的影响。这些措施应纳入系统设计和运行维护的整体规划中，确保系统的持续安全运行。评估方法通过对硬件组件进行失效模式与影响分析（FMEA），确定哪些硬件失效可能导致安全目标无法实现。同时，结合硬件的可靠性数据和实际运行环境，评估这些失效模式的发生概率和可能造成的后果。评估目的此部分评估旨在识别和分析因随机硬件失效可能导致的安全目标违背情况，确保在系统设计和实施中考虑到这些潜在风险，并采取相应措施进行防范和缓解。188.1目标本部分的首要目标是确保道路车辆中电气/电子（E/E）系统在硬件层面的功能安全。这涉及对系统开发过程中可能存在的安全风险进行识别、评估和控制。确保功能安全8.1目标标准旨在为相关从业人员提供一套明确、可操作的审核及评估方法。这些方法应能帮助判断硬件层面的设计、开发和生产过程是否满足功能安全的要求。提供审核及评估方法通过实施这一标准，可以推动整个汽车行业在功能安全审核及评估方面的标准化进程。这不仅有助于提高产品质量和安全性，还能增强消费者对汽车产品的信心。促进行业标准化198.2审核及评估的输入安全目标和安全需求在硬件安全审核及评估过程中，首先需要明确的是车辆的安全目标和相关的安全需求。这些目标和需求为后续的审核和评估工作提供了方向和基准。硬件设计方案和规格硬件设计方案和规格是评估的重要输入，它们详细描述了硬件的组成、功能、性能以及与其他系统的交互方式。通过仔细审查这些文档，可以确保硬件设计满足既定的安全目标和需求。故障模式和影响分析（FMEA）FMEA是一种预防性的质量工具，用于确定产品潜在的故障模式及其对产品性能的影响。在硬件安全审核及评估中，FMEA报告是重要的输入，它有助于识别关键的硬件故障模式，并评估其对整体系统安全性的影响。8.2审核及评估的输入208.3审核及评估的要求8.3审核及评估的要求文档和证据的提供在进行硬件层面的功能安全审核及评估时，需要提供充分的文档和证据来支持评估结果。这包括但不限于硬件设计文档、测试报告、故障分析记录等。这些文档和证据将有助于评估人员全面了解硬件设计的合规性和安全性。故障诊断和容错机制硬件层面的审核及评估还需要关注故障诊断和容错机制的设计。这涉及到硬件故障的检测、隔离和恢复策略，以确保在硬件发生故障时，系统能够及时发现并采取相应的措施，防止故障扩大造成更严重的后果。硬件安全要求的验证这一部分要求验证硬件设计是否满足功能安全需求。包括硬件组件的选择、硬件架构的设计以及硬件集成和测试等方面，都需要经过严格的审核和评估，确保其符合安全标准。219硬件集成和验证-确保各个硬件组件能够正常工作并且协同工作。-在整个系统中，硬件集成是确保功能安全和性能稳定的关键环节。硬件集成的重要性9硬件集成和验证-通过有效的集成，可以验证系统设计的正确性和可靠性。9硬件集成和验证硬件验证的流程和方法-对硬件进行详细的测试，包括单元测试、集成测试和系统测试。9硬件集成和验证-使用仿真工具和实际环境进行测试，以确保硬件在各种条件下都能正常工作。-验证过程中需记录所有测试结果，并对不符合预期的结果进行调查和分析。与功能安全的关联-通过严格的硬件集成和验证流程，可以降低因硬件故障导致的安全风险，提高车辆的整体安全性。-在功能安全审核及评估中，硬件集成和验证是一个重要的考核点，对于确保整个车辆系统的安全性至关重要。-硬件集成和验证是确保功能安全的基础，只有经过充分测试和验证的硬件系统才能提供可靠的安全保障。9硬件集成和验证01020304229.1目标9.1目标提供审核及评估方法标准提供了具体的审核及评估方法，旨在指导相关人员在硬件层面对E/E系统进行全面的功能安全检查。这包括检查系统开发过程、工作成果以及与安全相关的活动是否符合预定的功能安全要求。促进标准化和规范化通过实施本部分的标准，可以推动道路车辆E/E系统功能安全审核及评估的标准化和规范化。这有助于提高整个行业的安全水平，并确保不同车辆和系统之间的兼容性和互操作性。确保功能安全本部分的首要目标是确保道路车辆中电气/电子（E/E）系统的功能安全。这涉及对系统硬件层面的设计和实施进行审核和评估，以验证其是否满足功能安全要求。030201239.2审核及评估的输入9.2审核及评估的输入硬件设计文档包括硬件电路图、PCB布局图、元器件清单等，这些文档是了解硬件设计细节的基础。硬件安全需求规范硬件测试报告定义了硬件需要满足的安全功能和性能要求，是进行硬件审核及评估的重要依据。包括各种测试条件下的硬件性能测试、可靠性测试、安全性测试等结果，有助于评估硬件的实际表现是否符合设计要求。249.3审核及评估的要求01符合性验证审核及评估过程中，应验证硬件集成和测试的结果是否符合预期的安全需求和功能要求。这包括对硬件组件的兼容性、性能和稳定性的评估。故障处理和容错能力评估应重点关注硬件在发生故障时的处理和容错能力。验证系统在硬件故障情况下，是否能够采取适当的措施，以保障安全功能不被破坏或能够维持在一个安全状态。文档和记录的完整性审核及评估还需要检查与硬件相关的设计文档、测试报告、验证结果等是否完整、准确。这些文档是证明硬件设计、集成和验证过程合规性的重要依据。9.3审核及评估的要求02032510硬件要素评估评估目的10硬件要素评估-确保硬件设计和实现满足功能安全要求。-验证硬件在面对潜在故障时，能否保持安全状态或进入安全模式。-检查硬件要素是否能在规定的环境条件和工作负载下可靠运行。10硬件要素评估-评估硬件架构的健壮性，检查其是否具备容错、故障检测和隔离等安全机制。评估内容-对硬件组件的可靠性和安全性进行分析，包括但不限于处理器、传感器、执行器等。10硬件要素评估010203-验证硬件设计与安全需求的符合性，确保所有安全关键功能都有适当的硬件支持。10硬件要素评估评估方法-通过审查和测试硬件设计文档、电路图纸以及实际硬件样品，确保其与安全需求的符合性。-采用故障注入、模拟故障条件等方法，测试硬件在异常情况下的响应。-利用专业的硬件测试工具和设备，对硬件进行压力测试、耐久性测试等，以评估其性能和可靠性。10硬件要素评估2610.1目标10.1目标确保硬件安全要求的恰当性和完整性该标准旨在通过审核及评估流程，确保针对安全相关的电气/电子(E/E)系统所定义的硬件安全要求是恰当且完整的，从而有效降低潜在的安全风险。验证硬件设计和软硬件接口规范标准要求通过设计验证来确保硬件能够实现既定的硬件功能安全要求，并且满足软硬件接口规范，以此保证整个系统的稳定性和安全性。提供基于硬件架构度量的证据该标准强调通过提供基于硬件架构度量的证据来证明相关项硬件架构设计在安全相关的随机硬件失效探测和控制方面的适用性，进一步加强了对硬件层面功能安全的保障。2710.2审核及评估的输入安全相关的电气/电子(E/E)系统设计文档这些文档应详细描述系统的架构设计、功能实现以及安全机制等，以便审核人员全面理解系统的硬件组成和工作原理。10.2审核及评估的输入硬件安全需求规范该规范应明确列出系统必须满足的硬件安全需求，包括但不限于电气安全、电磁兼容性、耐环境应力等方面的要求，作为审核及评估的重要依据。硬件测试结果与报告提供硬件测试的结果和报告，包括各项测试指标、测试方法、测试数据以及测试结论等，以验证硬件的可靠性和安全性。这些报告将作为评估硬件层面功能安全性的关键输入。2810.3审核及评估的要求10.3审核及评估的要求硬件安全要求的定义在进行审核及评估时，首先需明确硬件安全要求，这包括对硬件的完整性、可靠性和性能等方面的规定，以确保硬件能够满足车辆功能安全的需求。硬件设计与架构度量的评估对硬件设计和架构进行全面的评估，包括电路设计、元器件选择、冗余设计等方面，以确保硬件设计符合安全要求，并能够抵御潜在的安全风险。硬件失效评估与验证对硬件进行失效模式和影响分析（FMEA），识别可能的失效模式并评估其对系统安全的影响。同时，通过对硬件进行实际的测试和验证，确保其在实际运行中的稳定性和可靠性。29附录A(资料性)硬件安全要求硬件设计应符合相关功能安全标准，确保在预期的环境和工作条件下能够安全可靠地运行。附录A(资料性)硬件安全要求硬件设备应具备足够的抗干扰能力，以防止外部干扰对系统造成不良影响。硬件的制造和测试应严格按照设计要求进行，确保产品的质量和可靠性。30附录B(资料性)硬件设计硬件设计应遵循高可靠性原则，确保系统在各种环境下均能稳定运行。可靠性原则设计过程中应考虑硬件的安全性，采取有效措施防止系统故障或人为操作失误导致的安全问题。安全性原则硬件设计应具备良好的可维护性，方便后期进行维修和升级。可维护性原则附录B(资料性)硬件设计31附录C(资料性)硬件架构度量的评估量化评估硬件架构对随机硬件失效的抵御能力提供硬件架构改进的依据和方向确保硬件架构设计满足功能安全要求附录C(资料性)硬件架构度量的评估32附录D(资料性)随机硬件失效导致违背安全目标的评估附录D(资料性)随机硬件失效导致违背安全目标