【導讀】X-CUBE-STL 目前支持 STM32MP1、STM32U5、STM32L5、STM32H5和 STM32WL。實(shí)際上，這個(gè)最大的通用微控制器產(chǎn)品家族還在不斷擴大，將會(huì )有更多的產(chǎn)品支持SIL2和SIL3系統?？蛻?hù)的開(kāi)發(fā)團隊可以在ST最新的產(chǎn)品上開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足 IEC 61508、ISO 13849 和 IEC 61800 等要求 的應用。此外，在ST網(wǎng)站的功能安全網(wǎng)頁(yè)上，開(kāi)發(fā)者很容易找到各種資源，輕松快速通過(guò)工業(yè)或家電安全認證。網(wǎng)頁(yè)上還列出了ST 授權合作伙伴以及他們提供的實(shí)時(shí)操作系統、開(kāi)發(fā)工具、工程服務(wù)和培訓課程，確?？蛻?hù)團隊能夠完成從概念驗證到商品的市場(chǎng)轉化。
X-CUBE-STL 目前支持 STM32MP1、STM32U5、STM32L5、STM32H5和 STM32WL。實(shí)際上，這個(gè)最大的通用微控制器產(chǎn)品家族還在不斷擴大，將會(huì )有更多的產(chǎn)品支持SIL2和SIL3系統?？蛻?hù)的開(kāi)發(fā)團隊可以在ST最新的產(chǎn)品上開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足 IEC 61508、ISO 13849 和 IEC 61800 等要求 的應用。此外，在ST網(wǎng)站的功能安全網(wǎng)頁(yè)上，開(kāi)發(fā)者很容易找到各種資源，輕松快速通過(guò)工業(yè)或家電安全認證。網(wǎng)頁(yè)上還列出了ST 授權合作伙伴以及他們提供的實(shí)時(shí)操作系統、開(kāi)發(fā)工具、工程服務(wù)和培訓課程，確?？蛻?hù)團隊能夠完成從概念驗證到商品的市場(chǎng)轉化。
o 觀(guān)看ST的功能安全網(wǎng)絡(luò )研討會(huì )
國際電工委員會(huì )對安全的定義是“避免無(wú)法接受的人身傷害或健康損害風(fēng)險”。在設計嵌入式系統時(shí)，功能安全涵蓋了安全的不同方面內容，具體哪些方面與所設計的系統有關(guān)。例如，在制造廠(chǎng)中，如果發(fā)生內部故障，功能安全確?？刂茩C器人的電路失效行為安全，不會(huì )傷害操作員。在醫療應用中，功能安全標準保證系統通過(guò)警報等方式提示用戶(hù)出現故障，防止繼續使用器械造成損害。STM32 微控制器應用非常廣泛，ST需要確保每一款STM32都能為開(kāi)發(fā)者提供一條通往工業(yè)用IEC 61508標準的直接路徑。
在使用X-CUBE-STL之前：如何開(kāi)始 IEC 61508 認證
制造業(yè)中的機械臂
IEC 61508是適用于各種行業(yè)和應用的電氣電子系統功能安全標準。許多 STM32 用戶(hù)在開(kāi)發(fā)風(fēng)險更高、要求更嚴格的工業(yè)應用時(shí)會(huì )需要通過(guò)這個(gè)認證。該標準的第一個(gè)重要方面是安全生命周期。首先，工程師必須記錄從最初設計操作到產(chǎn)品退役的整個(gè)生命周期實(shí)現功能安全所采取的全部步驟和措施。該過(guò)程包括風(fēng)險分析、安全協(xié)議和驗證、維護等。
工程師們可以從ST的功能安全網(wǎng)頁(yè)開(kāi)始他們的工作，這是一個(gè)很好的起點(diǎn)，因為在ST的功能安全網(wǎng)頁(yè)上為幾乎所有的 STM32 微控制器提供了“安全手冊”，確保用戶(hù)的開(kāi)發(fā)團隊可以由此開(kāi)始定義產(chǎn)品的生命周期。大多數文檔都側重于 IEC 61508 的合規內容。而ST最近發(fā)布了一篇應用筆記 (AN5698)，幫助工程師基于X-CUBE-STL 包中的內容，以適應其他的安全認證，例如， ISO 13849機械安全標準。ST還提供了失效模式和影響分析 (FMEA)，其中列出了所有 的MCU 失效模式及其減輕措施。同樣，失效模式影響和診斷分析 (FMEDA) 提供MCU功能模塊級別的失效率。
X-CUBE-STL：通過(guò)已認證的自檢庫更快獲得 SIL 2 或 SIL 3 認證
了解安全完整性等級
IEC 61508 的第二個(gè)方面是安全完整性等級 (SIL) 的劃分。首先是危險分析，確定可能出現的問(wèn)題以及對人員或環(huán)境的損害程度，然后是風(fēng)險評估，確定危險發(fā)生的頻率或概率。根據這些分析，功能安全標準得出安全要求或 SIL等級。
安全完整性等級有四個(gè)級別，第一個(gè)級別的要求最寬松，第四個(gè)級別是最嚴格。SIL 4通常用于鐵路或核應用。SIL 1 要求比較寬松，往往適用于 CCTV 等監控/信息設備，而 SIL 2 和 3 在為工業(yè)應用設計的硬件中更為常見(jiàn)，主要區別在于 SIL 3 要求執行冗余檢測。
知道如何開(kāi)始
要開(kāi)始 SIL 2 或 SIL 3 認證過(guò)程，團隊首先要選擇一款STM32，確保其硬件安全功能符合自己的應用要求。例如，ST的 MCU全系都有雙看門(mén)狗，但只有STM32G0、STM32G4、STM32H5、STM32H7、STM32L4/L4+、STM32L5、STM32U5、STM32WB/A 和 STM32WL 有 ECC Flash，其中只有 STM32H7、STM32H5 和 STM32U5有ECC SRAM，而通常只有高性能應用要求MCU有ECC SRAM。
然后，團隊可以使用 X-CUBE-STL 中的自檢庫開(kāi)始開(kāi)發(fā)故障檢測機制。例如，它們可以幫助發(fā)現 CPU、SRAM 或Flash中的隨機故障。為提高客戶(hù)對ST解決方案的信心，ST用故障注入方法驗證了X-CUBE-STL 的診斷能力。為了使這些庫更好用，ST提供目標代碼，這意味著(zhù)它們可以集成到任何應用程序中，開(kāi)發(fā)人員可以使用任何編譯器。
X-CUBE-STL 提供目標代碼來(lái)幫助開(kāi)發(fā)人員在 STM32 MCU 上運行自檢。由于ST提供目標代碼，開(kāi)發(fā)人員可以將其集成到他們的軟件中，認證一個(gè)對象，并多次重復使用它，因為它不依賴(lài)于編譯器版本或其他相關(guān)因素。當向認證機構申請認證時(shí)，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)極大地簡(jiǎn)化了的認證流程。
X-CUBE-CLASSB以及生態(tài)系統為何如此重要
共享資源
最近，ST 更新了家用電器適用的軟件包 X-CUBE-CLASSB，使其與 X-CUBE-STL 保持一致。簡(jiǎn)而言之，雖然用戶(hù)手冊和用途不盡相同，但是X-CUBE-CLASSB與 X-CUBE-STL 共用代碼庫。因此，在同一硬件平臺上獲得多項認證變得更加容易。此外，由于這些認證比 IEC 61508 寬松得多，因此，能夠使用與 X-CUBE-STL 相同的目標代碼為通過(guò)認證提供了更大的保證。該軟件包目前支持 STM32U5、STM32G0、STM32C0、STM32L4、STM32G4、STM32WL、STM32MP1、STM32H5、STM32F7 和 STM32H7。支持STM32H7R/S、STM32U0 和 STM32F4的軟件包將于年底前推出。
優(yōu)化功能安全
這些軟件包讓STM32 通用微控制器成為運行最復雜協(xié)議的理想選擇。以前，這些標準需要使用定制的MCU，這意味著(zhù)硬件成本比標準MCU高很多，并且硬件規格有時(shí)是有限制性的。因此，ST的方法在市場(chǎng)上獨一無(wú)二，ST讓這些標準認證變得更容易，并提供了必不可少的合作伙伴網(wǎng)絡(luò )。在許多情況下，用兩個(gè) STM32 仍然比使用一個(gè)專(zhuān)用MCU 更劃算。
盡管文檔和自檢庫很有用，但ST知道，它們只是漫長(cháng)的認證過(guò)程的第一步。許多團隊往往低估認證的難度。因此，ST也有授權的合作伙伴，他們了解ST的產(chǎn)品，并能確保最終交付一個(gè)認證的產(chǎn)品。
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