借助安全事项应用笔记实现安全设计——第1部分：开始使用

摘要

ADI公司的工业功能安全(FS)产品系列中包含支持FS特性的器件，这些器件的安全事项应用笔记可在相应的产品页面上公开查阅。这些安全事项应用笔记提供了器件的FS信息，例如失效率、失效模式分布(FMD)、引脚失效模式与影响分析(FMEA)等。借助此类笔记，系统集成商能轻松获取重要信息，高效完成安全相关的系统设计。因此，本系列文章的第一部分将讨论系统集成商在使用器件的安全事项应用笔记之前，需要进行哪些推荐的健全性检查。

引言

ADI公司的《了解安全事项应用笔记》系列文章1,2,3概述了ADI功能安全(FS)集成电路(IC)的安全事项应用笔记。这些器件包括非FS合规器件或标准产品，但因其功能、特性和广泛的应用实践，被推荐用于FS应用。如图1所示，ADI的安全事项应用笔记详细说明了器件的开发流程、通过三种可靠性预测方法计算得到的失效率预测、基于IC系统功能的失效模式分布(FMD)，以及引脚失效模式与影响分析(FMEA)。FEMA涵盖电源短路、对地短路、相邻引脚短路和引脚开路等失效情况。

关于ADI安全事项应用笔记的第二个系列文章旨在指导系统集成商使用这些笔记来开展技术安全分析。此外，本第一部分重点关注系统集成商在使用ADI器件的安全事项应用笔记时需要采取的后续步骤。

检查可靠性预测中使用的条件

ADI的安全事项应用笔记提供基于三种方法的可靠性预测：依据SN29500标准的失效率计算、依据IEC 62380标准的失效率计算，以及利用高温工作寿命(HTOL)数据和Arrhenius方程进行的失效率计算。对于图2所示的每种可靠性预测方法，总结失效率计算结果的表格下方标有注释，说明了所使用的条件。相关信息包括任务剖面、工作电压、功耗、基于所用封装的热特性指标、Arrhenius HTOL情况下的置信度，以及可靠性预测方法所需的其他输入，这些输入可从产品的数据手册以及与设计相关的数据（如集成密度、技术结构等）中得出。提供这些信息是为了让熟悉可靠性预测的系统集成商能够在实际工作条件与初始计算所假设的条件不同的情况下，方便地重新计算IC的失效率。《了解安全事项应用笔记》的第1部分说明了哪里可以找到ADI的可靠性数据库，并深入探讨了如何调整可靠性预测的置信度。如果使用类似条件且假设的条件直接适用，则系统集成商可以直接使用安全事项应用笔记的可靠性预测数据。

图1.LTC2933的安全事项应用笔记

图2.LTC2933的失效率信息

检查FMD中使用的条件

除了系统功能外，ADI安全事项应用笔记的FMD部分还说明了所采用的应用电路，如图3所示。系统集成商必须检查其应用中使用的IC是否与假设的应用电路相似。如果不相似，可能需要在分析中进行一些调整。例如，查看图3，也许用户只使用了LTC2933六个通道中的四个。

图3.LTC2933的FMD信息

检查引脚FMEA中使用的条件

如图4所示，安全事项应用笔记的引脚FMEA部分说明了器件所使用的封装、假设的使用场景和器件配置，并以表格形式显示了分析结果。系统集成商需要确保使用与假设的应用电路相似的引脚排列和器件配置，从而在其设计中使用此类分析。

图4.LTC2933的引脚FMEA信息

在某些情况下，系统层面可能具备额外的诊断能力或其他安全措施，但ADI的分析并未考虑这些因素。

完成健全性检查后的后续工作

在对安全事项应用笔记进行一系列健全性检查之后，系统集成商可能会发现这些信息直接适用于其应用，或者需要进行一些调整。如果是后者，系统集成商可通过ADI支持渠道联系ADI公司。

结语

总之，ADI为支持FS特性的IC提供的安全事项应用笔记是系统集成商的重要资源，其中包含详细的可靠性数据与失效分析信息，可有效支持FS设计工作。然而，这些文档能否真正发挥作用，取决于是否执行了充分的健全性检查流程。集成商需要确认应用笔记中假设的任务剖面、应用电路和引脚配置，与自身系统的实际需求一致。通过确认这些条件（或者在出现差异时联系ADI以获得进一步的技术支持），工程师可确保整合到安全分析中的失效率和FMD数据既准确又稳健，从而提升工业安全相关系统的可靠性。

参考文献

1 Bryan Borres，“了解安全事项应用笔记——第1部分：失效率”，ADI公司，2025年8月。

2 Bryan Borres，“了解安全事项应用笔记——第2部分：失效模式分布”，《模拟对话》，第59卷，2025年10月。

3 Bryan Borres，“了解安全事项应用笔记——第3部分：引脚FMEA”，ADI公司，2025年11月。