Estas notas de aplicación de seguridad proporcionan información sobre la FS de un componente, como la tasa de fallos, la distribución de modos de fallo (FMD-Failure Mode Distribution) y el análisis de modos y efectos de fallo de pines (FMEA-Failure Mode and Effects Analysis). Dichas notas también facilitan a los integradores de sistemas el acceso a información importante para ayudarles en el diseño de sistemas relacionados con la seguridad. Por este motivo, en esta primera parte de la serie se analizan las comprobaciones de validación recomendadas que los integradores de sistemas deben realizar antes de utilizar la nota de aplicación de seguridad de un componente.
Introducción
La serie de notas de aplicación «Know Your Safety» (1, 2, 3)de Analog Devices ofrece una visión general de las notas de aplicación de seguridad para los circuitos integrados (CI) de seguridad funcional (FS) de ADI: dispositivos no conformes con FS o productos estándar recomendados para aplicaciones de FS debido a sus funciones, características y amplia experiencia de los usuarios. Como se muestra en la Figura 1, las notas de aplicación de seguridad de ADI detallan el proceso de desarrollo de un componente, su predicción de la tasa de fallos calculada a partir de tres métodos de predicción de fiabilidad, la distribución de modos de fallo (FMD) en términos de las funciones del sistema del CI, y su análisis de modos y efectos de fallo de pines (FMEA), que abarca fallos de cortocircuito a la alimentación, a tierra, a pines adyacentes y de pines abiertos.
Esta segunda serie de artículos sobre las notas de aplicación de seguridad de ADI tiene como objetivo guiar a los integradores de sistemas en el uso de estas notas para facilitar sus análisis técnicos de seguridad. Además, esta primera parte se centra en el siguiente paso que deben dar los integradores de sistemas al utilizar una nota de aplicación de seguridad para su componente ADI.
Comprobación de las condiciones utilizadas para las predicciones de fiabilidad
Las notas de aplicación de seguridad de ADI ofrecen predicciones de fiabilidad basadas en tres métodos: la tasa de fallos calculada mediante SN29500, IEC 62380 y la ecuación de Arrhenius, utilizando datos de vida útil a alta temperatura (HTOL-High Temperature Operating Life). Para cada método de predicción de fiabilidad mostrado en la Figura 2, existen notas debajo de las tablas que resumen la tasa de fallos calculada para mostrar las condiciones utilizadas. Esto incluye información como el perfil de misión, la tensión de funcionamiento, la disipación de potencia, las especificaciones térmicas basadas en el encapsulado utilizado, el nivel de confianza en el caso de la HTOL de Arrhenius y otros datos de entrada necesarios para el método de predicción de fiabilidad que pueden derivarse de la hoja de datos del producto, así como datos relacionados con el diseño, como la densidad de integración, la estructura tecnológica, etc. Esta información se pone a disposición para que los integradores de sistemas familiarizados con las predicciones de fiabilidad puedan recalcular las tasas de fallo de un circuito integrado a su conveniencia cuando las condiciones de funcionamiento asumidas en los cálculos iniciales sean diferentes. La Parte 1 de las Notas de aplicación de seguridad «Know Your Safety» indica dónde se puede encontrar la base de datos de fiabilidad de ADI y ofrece información sobre cómo modificar el nivel de confianza de una predicción de fiabilidad. Si se utilizan condiciones similares y las condiciones asumidas son directamente aplicables, los integradores de sistemas pueden utilizar fácilmente los datos de predicción de fiabilidad de la nota de aplicación de seguridad.
Figura 1. Nota de aplicación de seguridad del LTC2933.
Figura 2. Información sobre la tasa de fallos del LTC2933.
Comprobación de las condiciones utilizadas para el FMD
Además de la función del sistema, la sección FMD de una nota de aplicación de seguridad de ADI también muestra el circuito de aplicación previsto. Esto se muestra en la figura 3. Es importante que los integradores de sistemas comprueben si el circuito integrado utilizado en su aplicación se corresponde con el circuito de aplicación previsto. De lo contrario, es posible que sea necesario realizar algunas modificaciones en el análisis. Por ejemplo, si observamos la figura 3, tal vez solo esté utilizando cuatro de los seis canales del LTC2933.
Figura 3. Información FMD del LTC2933.
Comprobación de las condiciones utilizadas para el FMEA de pines
La sección de FMEA de pines de una nota de aplicación de seguridad, como se muestra en la Figura 4, muestra el encapsulado del componente utilizado, la configuración del dispositivo asumida y la configuración del dispositivo, así como las tablas que muestran el análisis. Los integradores de sistemas deben asegurarse de que se utiliza una disposición de pines y una configuración del dispositivo similares a las del circuito de aplicación asumido, de modo que puedan utilizar dicho análisis en su diseño.
Figura 4. Información sobre el análisis FMEA de los pines del LTC2933.
En algunos casos, pueden existir diagnósticos adicionales u otras medidas de seguridad a nivel del sistema que el análisis de ADI no haya tenido en cuenta.
Actividades posteriores a la comprobación de coherencia
Tras realizar una serie de comprobaciones de validez de la nota de aplicación de seguridad, los integradores de sistemas pueden concluir que la información es fácilmente aplicable a su aplicación o que es necesario realizar algunas modificaciones. En caso de que se dé esta última circunstancia, pueden ponerse en contacto con ADI a través de los canales de asistencia de ADI.
Conclusión
En resumen, las notas de aplicación de seguridad de los circuitos integrados con FS de ADI constituyen un recurso fundamental para los integradores de sistemas, ya que proporcionan datos detallados sobre fiabilidad y análisis de fallos necesarios para facilitar el diseño de FS. Sin embargo, la eficacia de estos documentos depende de un riguroso proceso de verificación, en el que los integradores deben comprobar que los perfiles de misión, los circuitos de aplicación y las configuraciones de pines que se dan por supuestos en las notas se ajustan a los requisitos específicos de su sistema. Al confirmar estas condiciones —o ponerse en contacto con ADI para obtener más asistencia técnica cuando surjan discrepancias—, los ingenieros pueden ayudar a garantizar que las tasas de fallo y los datos de FMD que integran en su análisis de seguridad sean precisos y sólidos, lo que en última instancia conduce a sistemas industriales relacionados con la seguridad más fiables.
Referencias
1 Bryan Borres. «Conozca sus notas de aplicación de seguridad —Parte 1: Tasas de fallo». Analog Devices, Inc., agosto de 2025.
2 Bryan Borres. «Conozca sus notas de aplicación de seguridad — Parte 2: Distribución de modos de fallo». Analog Dialogue, vol. 59, octubre de 2025.
3 Bryan Borres. «Notas de aplicación sobre seguridad: Parte 3: FMEA de pines». Analog Devices, Inc., noviembre de 2025.
Autor: Bryan Angelo Borres, ingeniero sénior de seguridad funcional en Analog Devices
Acerca del autor
Bryan Angelo Borres es un ingeniero de seguridad funcional certificado por TÜV especializado en seguridad funcional industrial. Como ingeniero sénior de aplicaciones de potencia, ayuda a los diseñadores de componentes y a los integradores de sistemas a diseñar productos de potencia funcionalmente seguros que cumplan con las normas de seguridad funcional industrial, como la IEC 61508. Bryan es miembro del Comité Nacional de Filipinas de la IEC para el TC65/SC65A de la IEC y del Comité de Normas de Seguridad Funcional del IEEE. Además, cuenta con un diploma de posgrado en electrónica de potencia y más de siete años de amplia experiencia en el diseño de sistemas de electrónica de potencia eficientes y robustos.
