借助安全事项应用笔记实现安全设计——第4部分：使用功能安全型器件

摘要

本系列的最后一部分重点介绍在安全关键型应用中，例如在需要符合工业功能安全标准的应用中，采用ADI功能安全(FS)型器件所带来的优势。

什么是功能安全型器件？

ADI公司的工业功能安全(FS)产品系列包含四类器件，如表1所示。所谓功能安全型器件，是指如下的标准集成电路(IC)或产品：本身并不符合任何功能安全标准，但凭借所具备的功能与特性1和广泛应用经验，外加可通过安全应用笔记获取的功能安全文档，被ADI推荐用于功能安全场景。

尽管此类器件在器件层面上不符合任何功能安全标准，系统集成商仍可使用它们来设计与安全相关的系统，并通过遵循系统级方法来确保符合功能安全标准（如IEC 61508和ISO 13849）。除了可靠性预测、失效模式分布(FMD)、引脚FMEA等安全分析关键信息之外，ADI安全应用笔记还给出了开发过程（通常遵循ISO 9001:2015质量管理标准）的详细信息。这些信息可在安全应用笔记概述部分的最后一节找到，通常位于功能框图（如图1所示）之后。

表1：ADI工业功能安全产品类型2,3,4

如何查找功能安全型器件

在ADI公司的参数搜索表格中，添加功能安全列后，便可看到功能安全型器件。为此，请点击Manage Column（管理列）按钮，并切换Functional Safety（功能安全）标签以启用FS标记。图2a至图2c展示了操作过程。3

图1：LTC2933符合ISO 9001标准，如其安全应用笔记所示

健全的质量管理体系（例如通过ISO 9001:2015认证的体系）是满足系统性安全完整性要求的关键基础，尤其是考虑到ISO 9001:2015认证与IEC 61508要求高度重合。因此，利用ISO 9001:2015认证并制定针对性的功能安全策略，能够简化整体合规与认证流程。6

何谓广泛应用经验？

现场应用经验是避免电气/电子/可编程电子系统集成和安全验证过程中发生故障的推荐技术和措施之一，如IEC 61508-2:2010的表B.3和B.5所示。现场应用经验的核心思想是优先使用如下的器件或子系统：在大量不同应用场景中经过长期验证，使用时不发生故障或仅发生可忽略的故障，并且基本不作改动。根据IEC 61508-2:2010的表B.6，对现场应用经验的要求按工作量划分为从低到高的不同等级。高工作量要求累计运行时间达到1000万小时，同时至少有两年的使用经验，并且在不同应用场景中至少使用了10个器件；低工作量要求累计运行时间达到1万小时，至少有一年的使用经验，并且在不同应用场景中至少使用了10个器件。广泛应用经验是ADI功能安全型器件必须具备的资质之一。6,7

图2：在参数搜索表格中启用功能安全列

如果某一非功能安全类的合规IC未被标记为功能安全型，而系统集成商需要相关的安全应用笔记，则可联系ADI寻求支持。

结论

总之，ADI功能安全型器件为系统集成商实现功能安全提供了一条稳健且实用的途径，即便没有器件级认证，也能达成系统级功能安全合规要求。依托丰富的现场应用经验，外加ADI安全应用笔记中提供的全面功能安全信息（包括可靠性预测、失效模式分布和引脚FMEA），此类标准IC有效弥合了高性能硬件与严格工业功能安全标准（如IEC 61508）之间的差距。功能安全型器件可通过ADI的参数搜索表格找到，或通过定制的安全应用笔记获得支持。对于安全相关系统的开发，此类器件提供了一种高性价比且行之有效的解决方案。

参考文献

1 Bryan Borres和Christopher Macatangay，“利用高性能监控电路提高工业功能安全合规性：安全关键特性——第3部分”，《模拟对话》，第59卷，2025年6月。

2 Bryan Borres和Rachele Yco，“值得信赖的电源产品：工业功能安全系统的监控电路”，ADI公司，2024年11月。

3 Kristina Apura和Bryan Borres，“快速认证通道：利用集成电路安全应用笔记进行功能安全设计”，ADI公司，2026年3月。

4 “电源的工业功能安全”，ADI公司，2026年3月。

5 Bryan Borres和Christopher Macatangay，“利用高性能监控电路提高工业功能安全合规性——第1部分”，《模拟对话》，第58卷，2024年8月。

6 IEC 61508全文，“Functional Safety of Electrical/Electronic/Programmable Electronic Safety-Related Systems”，国际电工委员会(IEC)，2010年。

7 Tom Meany，“实践验证背后的数学原理”，ADI公司，2021年5月。