Эти инструкции по применению в области безопасности содержат информацию о коэффициенте безопасности (КБ) компонента, такую ​​как частота отказов, распределение видов отказов (РВО) и анализ видов и последствий отказов штифтов (АФИ). Эти инструкции также предоставляют системным интеграторам доступ к важной информации, помогающей им в проектировании систем, связанных с безопасностью. Поэтому в первой части этой серии обсуждаются рекомендуемые проверки, которые системные интеграторы должны выполнить перед использованием инструкции по применению компонента в области безопасности.

Введение.
Серия примечаний по применению «Знай свою безопасность» от Analog Devices (1, 2, 3) содержит обзор примечаний по применению в области безопасности для интегральных схем (ИС) с функциональной безопасностью (ФБ) ADI: устройств, не соответствующих требованиям ФБ, или стандартных продуктов, рекомендованных для применения в области ФБ благодаря их функциям, характеристикам и обширному опыту использования. Как показано на рисунке 1, примечания по применению в области безопасности ADI подробно описывают процесс разработки компонента, прогнозирование частоты отказов, рассчитанное с помощью трех методов прогнозирования надежности, распределение режимов отказов (РРН) с точки зрения системных функций ИС, а также анализ режимов и последствий отказов выводов (АФИ), который охватывает отказы от короткого замыкания на питание, землю, соседние выводы и обрывы выводов.

Вторая серия статей, посвященных примечаниям по безопасности ADI, призвана помочь системным интеграторам в использовании этих примечаний для упрощения технического анализа безопасности. Кроме того, первая часть посвящена следующему шагу, который должны предпринять системные интеграторы при использовании примечания по безопасности для своего компонента ADI.

Проверка условий, используемых для прогнозирования надежности:
В примечаниях ADI по применению в области безопасности приводятся прогнозы надежности, основанные на трех методах: расчет частоты отказов с использованием SN29500, IEC 62380 и уравнения Аррениуса с использованием данных о сроке службы при высоких температурах (HTOL). Для каждого метода прогнозирования надежности, показанного на рисунке 2, ниже таблиц приведены примечания, суммирующие рассчитанную частоту отказов и используемые условия. Это включает в себя такую ​​информацию, как профиль эксплуатации, рабочее напряжение, рассеиваемая мощность, тепловые характеристики в зависимости от используемого корпуса, уровень достоверности в случае уравнения Аррениуса HTOL и другие входные данные, необходимые для метода прогнозирования надежности, которые могут быть получены из технического описания продукта, а также данные, связанные с проектированием, такие как плотность интеграции, технологическая структура и т. д. Эта информация предоставляется для того, чтобы системные интеграторы, знакомые с прогнозированием надежности, могли при необходимости пересчитывать частоту отказов интегральной схемы, если условия эксплуатации, принятые в первоначальных расчетах, отличаются. первой руководства по применению системы безопасности «Знай свою безопасность» указано, где можно найти базу данных надежности ADI, и приведена информация о том, как изменить уровень достоверности прогноза надежности. Если используются аналогичные условия и предполагаемые условия непосредственно применимы, системные интеграторы могут легко использовать данные прогноза надежности из руководства по применению системы безопасности.

Рисунок 1. Примечание по применению технологии безопасности LTC2933.

Рисунок 2. Информация о частоте отказов LTC2933.

Проверка условий, используемых для FMD:
Помимо системной функции, в разделе FMD примечания по безопасности ADI также показана предполагаемая схема применения. Это показано на рисунке 3. Системным интеграторам важно проверить, соответствует ли используемая в их приложении интегральная схема предполагаемой схеме применения. В противном случае могут потребоваться некоторые изменения в анализе. Например, если мы посмотрим на рисунок 3, возможно, используются только четыре из шести каналов LTC2933.

Рисунок 3. Информация о FMD для LTC2933.

Проверка условий, используемых для анализа отказов выводов (Pin FMEA):
В разделе анализа отказов выводов (Pin FMEA) примечания к применению по технике безопасности, как показано на рисунке 4, отображается используемый корпус компонента, предполагаемая конфигурация устройства и фактическая конфигурация устройства, а также таблицы с результатами анализа. Системные интеграторы должны убедиться, что используется разводка выводов и конфигурация устройства, аналогичные предполагаемой схеме применения, чтобы они могли использовать этот анализ в своих проектах.

Рисунок 4. Информация об анализе FMEA для выводов LTC2933.

В некоторых случаях могут потребоваться дополнительные диагностические меры или другие меры безопасности на системном уровне, которые не были учтены в анализе ADI.
Действия по проверке после проверки:
После проведения ряда проверок достоверности примечания по безопасности системные интеграторы могут прийти к выводу, что информация легко применима к их приложению или что необходимы некоторые изменения. В последнем случае они могут связаться с ADI через каналы поддержки ADI.

заключение
, методические указания ADI по безопасности интегральных схем с поддержкой FS являются важнейшим ресурсом для системных интеграторов, предоставляя подробные данные по анализу надежности и отказов, необходимые для упрощения проектирования с учетом требований FS. Однако эффективность этих документов зависит от строгого процесса проверки, в ходе которого интеграторы должны убедиться, что профили задач, схемы применения и конфигурации выводов, предполагаемые в указаниях, соответствуют их конкретным системным требованиям. Подтверждая эти условия — или обращаясь в ADI за дополнительной технической помощью в случае возникновения расхождений — инженеры могут обеспечить точность и надежность данных о частоте отказов и FMD, которые они включают в свой анализ безопасности, что в конечном итоге приводит к созданию более надежных промышленных систем, связанных с безопасностью.

Список литературы:
1. Брайан Боррес. «Знайте свои правила техники безопасности — Часть 1: Частота отказов». Analog Devices, Inc., август 2025 г.
2. Брайан Боррес. «Знайте свои правила техники безопасности — Часть 2: Распределение видов отказов». Analog Dialogue, том 59, октябрь 2025 г.
3. Брайан Боррес. «Правила техники безопасности: Часть 3: Анализ видов и последствий отказов штифтов». Analog Devices, Inc., ноябрь 2025 г.

Автор: Брайан Анджело Боррес, старший инженер по функциональной безопасности в компании Analog Devices

Об авторе:
Брайан Анджело Боррес — сертифицированный TÜV инженер по функциональной безопасности, специализирующийся на промышленной функциональной безопасности. В качестве старшего инженера по силовым приложениям он помогает разработчикам компонентов и системным интеграторам проектировать функционально безопасные силовые продукты, соответствующие промышленным стандартам функциональной безопасности, таким как IEC 61508. Брайан является членом Филиппинского национального комитета IEC по IEC TC65/SC65A и Комитета по стандартам функциональной безопасности IEEE. Он также имеет диплом о последипломном образовании в области силовой электроники и более семи лет обширного опыта проектирования эффективных и надежных систем силовой электроники.