【導(dǎo)讀】本系列的最后一部分重點(diǎn)介紹在安全關(guān)鍵型應(yīng)用中，例如在需要符合工業(yè)功能安全標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用中，采用ADI功能安全(FS)型器件所帶來的優(yōu)勢(shì)。
什么是功能安全型器件？
ADI公司的工業(yè)功能安全(FS)產(chǎn)品系列包含四類器件，如表1所示。所謂功能安全型器件，是指如下的標(biāo)準(zhǔn)集成電路(IC)或產(chǎn)品：本身并不符合任何功能安全標(biāo)準(zhǔn)，但憑借所具備的功能與特性1和廣泛應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，外加可通過安全應(yīng)用筆記獲取的功能安全文檔，被ADI推薦用于功能安全場(chǎng)景。
盡管此類器件在器件層面上不符合任何功能安全標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)集成商仍可使用它們來設(shè)計(jì)與安全相關(guān)的系統(tǒng)，并通過遵循系統(tǒng)級(jí)方法來確保符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 61508和ISO 13849）。除了可靠性預(yù)測(cè)、失效模式分布(FMD)、引腳FMEA等安全分析關(guān)鍵信息之外，ADI安全應(yīng)用筆記還給出了開發(fā)過程（通常遵循ISO 9001:2015質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)）的詳細(xì)信息。這些信息可在安全應(yīng)用筆記概述部分的最后一節(jié)找到，通常位于功能框圖（如圖1所示）之后。
表1：ADI工業(yè)功能安全產(chǎn)品類型2,3,4
如何查找功能安全型器件
在ADI公司的參數(shù)搜索表格中，添加功能安全列后，便可看到功能安全型器件。為此，請(qǐng)點(diǎn)擊Manage Column（管理列）按鈕，并切換Functional Safety（功能安全）標(biāo)簽以啟用FS標(biāo)記。圖2a至圖2c展示了操作過程。3
圖1：LTC2933符合ISO 9001標(biāo)準(zhǔn)，如其安全應(yīng)用筆記所示
健全的質(zhì)量管理體系（例如通過ISO 9001:2015認(rèn)證的體系）是滿足系統(tǒng)性安全完整性要求的關(guān)鍵基礎(chǔ)，尤其是考慮到ISO 9001:2015認(rèn)證與IEC 61508要求高度重合。因此，利用ISO 9001:2015認(rèn)證并制定針對(duì)性的功能安全策略，能夠簡(jiǎn)化整體合規(guī)與認(rèn)證流程。6
何謂廣泛應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)？
現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)是避免電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)集成和安全驗(yàn)證過程中發(fā)生故障的推薦技術(shù)和措施之一，如IEC 61508-2:2010的表B.3和B.5所示?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的核心思想是優(yōu)先使用如下的器件或子系統(tǒng)：在大量不同應(yīng)用場(chǎng)景中經(jīng)過長(zhǎng)期驗(yàn)證，使用時(shí)不發(fā)生故障或僅發(fā)生可忽略的故障，并且基本不作改動(dòng)。根據(jù)IEC 61508-2:2010的表B.6，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的要求按工作量劃分為從低到高的不同等級(jí)。高工作量要求累計(jì)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到1000萬小時(shí)，同時(shí)至少有兩年的使用經(jīng)驗(yàn)，并且在不同應(yīng)用場(chǎng)景中至少使用了10個(gè)器件；低工作量要求累計(jì)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到1萬小時(shí)，至少有一年的使用經(jīng)驗(yàn)，并且在不同應(yīng)用場(chǎng)景中至少使用了10個(gè)器件。廣泛應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)是ADI功能安全型器件必須具備的資質(zhì)之一。6,7
圖2：在參數(shù)搜索表格中啟用功能安全列
如果某一非功能安全類的合規(guī)IC未被標(biāo)記為功能安全型，而系統(tǒng)集成商需要相關(guān)的安全應(yīng)用筆記，則可聯(lián)系A(chǔ)DI尋求支持。
結(jié)論
總之，ADI功能安全型器件為系統(tǒng)集成商實(shí)現(xiàn)功能安全提供了一條穩(wěn)健且實(shí)用的途徑，即便沒有器件級(jí)認(rèn)證，也能達(dá)成系統(tǒng)級(jí)功能安全合規(guī)要求。依托豐富的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，外加ADI安全應(yīng)用筆記中提供的全面功能安全信息（包括可靠性預(yù)測(cè)、失效模式分布和引腳FMEA），此類標(biāo)準(zhǔn)IC有效彌合了高性能硬件與嚴(yán)格工業(yè)功能安全標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 61508）之間的差距。功能安全型器件可通過ADI的參數(shù)搜索表格找到，或通過定制的安全應(yīng)用筆記獲得支持。對(duì)于安全相關(guān)系統(tǒng)的開發(fā)，此類器件提供了一種高性價(jià)比且行之有效的解決方案。
參考文獻(xiàn)
1 Bryan Borres和Christopher Macatangay，“利用高性能監(jiān)控電路提高工業(yè)功能安全合規(guī)性：安全關(guān)鍵特性——第3部分”，《模擬對(duì)話》，第59卷，2025年6月。
2 Bryan Borres和Rachele Yco，“值得信賴的電源產(chǎn)品：工業(yè)功能安全系統(tǒng)的監(jiān)控電路”，ADI公司，2024年11月。
3 Kristina Apura和Bryan Borres，“快速認(rèn)證通道：利用集成電路安全應(yīng)用筆記進(jìn)行功能安全設(shè)計(jì)”，ADI公司，2026年3月。
4 “電源的工業(yè)功能安全”，ADI公司，2026年3月。
5 Bryan Borres和Christopher Macatangay，“利用高性能監(jiān)控電路提高工業(yè)功能安全合規(guī)性——第1部分”，《模擬對(duì)話》，第58卷，2024年8月。
6 IEC 61508全文，“Functional Safety of Electrical/Electronic/Programmable Electronic Safety-Related Systems”，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)，2010年。
7 Tom Meany，“實(shí)踐驗(yàn)證背后的數(shù)學(xué)原理”，ADI公司，2021年5月。
作者簡(jiǎn)介
Bryan Angelo Borres是一名經(jīng)TüV認(rèn)證的功能安全工程師，目前負(fù)責(zé)多個(gè)工業(yè)功能安全項(xiàng)目。作為高級(jí)功能安全工程師，他協(xié)助元器件設(shè)計(jì)師和系統(tǒng)集成商設(shè)計(jì)符合工業(yè)功能安全標(biāo)準(zhǔn)的功能安全電源產(chǎn)品。Bryan是菲律賓參加國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)TC65/SC65A技術(shù)委員會(huì)的國(guó)家委員會(huì)成員，同時(shí)也是電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)的高級(jí)會(huì)員。此外，他擁有電力電子專業(yè)研究生文憑，在高效、穩(wěn)健的電力電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面擁有超過八年的豐富行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。
