自動駕駛汽車(AV)代表了交通技術的重要進步，承諾通過提供更安全、更高效和高度自動化的駕駛體驗來重塑人們的出行方式。然而，隨著自動駕駛汽車變得日益復雜并能夠在沒有人為干預的情況下運行，確保其安全性和可靠性已成為一個重要的關注點。

微控制器(MCU)通常是自動駕駛汽車的核心，充當這些系統的“大腦”。微控制器負責從數據處理到控制各種傳感器、執行器和安全機制的所有事務。

隨著自動駕駛系統的不斷進步，微控制器的可靠性對于維持操作安全至關重要。即便是微控制器中的一個小故障，也可能導致整個系統的故障，危及乘客和其他道路使用者的安全。

鎖步技術概述

鎖步架構用于微控制器，以通過檢測和修正實時錯誤來提高系統可靠性。在鎖步系統中，兩個或多個相同的處理核心同時執行完全相同的指令。這些核心的輸出會不斷比較，以確保其一致性。

如果核心之間出現不一致，則表示發生了錯誤，系統會采取糾正措施。這種冗余機制確保即使是微小的故障也會在影響系統性能之前被發現，因此在自動駕駛汽車等安全關鍵應用中顯得尤為重要。

傳統鎖步

傳統的鎖步系統依賴于相同的核心并行執行相同的指令。這些輸出會進行一致性比較。

使用相同的核心執行相同的指令使系統容易受到共同模式故障的影響。兩個核心可能同時遇到相同的故障，從而使錯誤檢測無效。

為了克服傳統鎖步設計的局限性，更先進的解決方案應運而生。

多樣化鎖步技術

與依賴于相同核心來檢測錯誤的傳統鎖步架構不同，英飛凌的多樣化鎖步技術使用兩個不同的核心，它們以不同的方式運行。它們采用不同的架構和指令來完成相同的整體任務。

這種多樣性提供了更優越的錯誤檢測能力，并有效減少了共同模式故障的發生。多樣化鎖步技術非常適合安全性和可靠性至關重要的自動駕駛汽車。

多樣化鎖步提升安全性

多樣化鎖步技術可以應用于汽車的電子控制單元(ECU)，該單元管理自動系統中的實時數據處理和控制。當兩個核心執行各自的任務時，系統會不斷比較它們的輸出。

如果兩個核心的結果出現不一致，則表示發生了錯誤。此時，系統可以采取糾正措施，例如關閉故障進程或切換到備用模式以維護安全。這種持續的故障檢測對于依賴ECU處理來自傳感器、攝像頭和其他輸入的持續數據的自動駕駛汽車至關重要。

實時檢測異常，使得即使在發生輕微硬件或軟件故障時，車輛也能安全運行。錯誤檢測的實時性意味著系統可以立即響應，從而防止潛在的危險。

多樣化核心提高了故障容忍度，確保即使是微妙或復雜的錯誤也能在影響車輛性能之前被識別和解決。這降低了系統故障的風險，這對于維護乘客和其他道路使用者的安全至關重要。通過減少共同模式故障和提高整體可靠性，多樣化鎖步架構增強了自動駕駛汽車系統的穩健性，使其更安全、更可靠。

在自動駕駛汽車中的應用

英飛凌的多樣化鎖步技術已經在現代自動駕駛汽車的安全關鍵系統中得到了集成。使用多樣化鎖步可以減少ASIL-D系統的開發工作量。這在高級駕駛輔助系統(ADAS)中尤為重要，因為實時數據處理和故障檢測對于安全操作至關重要。

通過改善錯誤檢測和故障容忍性，這項技術有助于確保自動駕駛汽車能夠安全地在復雜環境中(如高交通流量或惡劣天氣)導航，使其在實際場景中更可靠。

另一個關鍵好處是多樣化鎖步處理器能夠提高網絡安全性。設計和代碼的多樣性可以最小化黑客可能利用的潛在漏洞。

未來展望

隨著自動駕駛技術的不斷發展，鎖步系統的持續研究可能會導致更復雜的錯誤檢測和容錯機制的出現。隨著處理能力和安全架構的進步，未來一代自動駕駛汽車將受益于更高的安全性和操作效率。