在開發安全關鍵型應用時，選擇具備成熟發展的硬體平台、完善的應用與診斷軟體，以及經過功能安全認證的開發工具鏈，是確保專案順利啟動並高效完成開發和認證的關鍵。 此組合不僅顯著節省時間與成本，還能幫助開發團隊因應多樣且複雜的功能安全標準要求，從容面對合規挑戰。
本文將深入解析經過功能安全認證的開發工具鏈為何能為安全關鍵型嵌入式專案的實現帶來決定性優勢。
01 安全趨勢的演進
近幾十年來，需要滿足功能安全要求的嵌入式系統越來越多。 工業控制、醫療設備和汽車等領域對產品的可靠性要求越來越高，不僅要正常運作，還要在出現故障時保證不產生安全問題。過去，各產業基本上都有自己的一套安全標準。 現在的趨勢是，安全標準正在逐漸統一，允許將一個領域標準中的方法在合理的情況下應用於其他領域。
其中，IEC 61508是一個基礎性的通用功能安全標準，為各種可程式設計電子設備提供了框架。 很多產業標準，比如機械領域的IEC 62061和汽車領域的ISO 26262，其實都是在IEC 61508的基礎上，針對各自的應用場景做了調整和延伸。
此功能安全標準的普及，離不開市場需求與法規政策的雙重驅動。 終端使用者與系統整合商對產品可靠性和第三方獨立功能安全認證的關注日益增強，使得諸如IEC 61508合規性認證逐步成為專案啟動的剛性要求。
02 功能安全設計，從硬體開始
建構功能安全系統，首先需要在硬體層面保障關鍵元件的可靠性。 許多成熟元件已具備明確的失效率與失效模式，透過冗餘設計或容錯機制可有效降低故障風險。 然而，MCU等高複雜度元件則需更深入的設計考量，如抗輻射干擾能力、非揮發性記憶體的耐久性等。
相對而言，軟體故障往往更具隱蔽性。 一個堆疊溢出問題可能會導致系統完全失控。 為此，主流晶圓廠通常會提供「安全軟體包」（包括安全手冊、自檢診斷資料庫等）和經過市場驗證的晶片，助力開發者快速構建安全關鍵型系統。
03 開發工具鏈的重要性
軟體專案若涉及功能安全關鍵功能，使用「合格開發工具鏈」是基本前提。 根據IEC 61508第三部分第7.4.4節的要求，工具鏈的合規性需根據其在開發流程中的角色與風險等級進行評估。 然而，該標準對C編譯器等工具鏈並未提供具體實施細則，因此需投入大量資源進行驗證和文檔準備，尤其是在SIL 3/4等高度安全完整性場景中。
04 工具鏈認證的理想路徑
自行進行工具鏈認證不僅耗費巨大人力成本，更要求具備編譯器設計與測試方面的專業能力。 為解決此項挑戰，IAR與國際認證機構TÜV SÜD合作，推出經過功能安全認證且適用於Arm、RISC-V、Renesas RX、RL78、RH850及STM8架構的工具鏈解決方案——IAR Embedded Workbench功能安全版。認證覆蓋內容包括：
- 嚴格的軟體開發與測試流程;
- 與程式語言標準相容的驗證機制;
- 產品現場問題支援及更新流程;
- 全面的安全文件與使用指南;
- 全球廣泛的用戶基礎與長期維護保障。
IAR Embedded Workbench功能安全版滿足10項國際功能安全標準，包括IEC 61508、ISO 26262、IEC 62304、EN 50128/EN 50657、IEC 60730、ISO 13849、IEC 62061、IEC 61511以及ISO 25119，體現了IAR工具的通用性與跨產業適用性。
05 如何實現？
經驗豐富的開發團隊深知，功能安全專案中最難平衡的往往不是技術難題，而是「合規性」與「效率」之間的拉鋸戰。 過度流程化會導致大量無效工作，而草率應對則無法通過認證。 如何在控制成本、縮短上市時間與保障功能安全之間實現最佳權衡，是專案成功的關鍵。
06 軟體之道
根據IEC 61508等標準進行軟體開發，往往意味著必須採用V模型、選擇合適的程式設計語言、執行嚴格的測試與驗證。 如何在不犧牲安全性的前提下提高開發彈性？
IAR Embedded Workbench提供經過驗證的語言擴展功能，允許開發者安全存取底層硬體資源。 此外，其先進的優化功能可縮減目標程式碼體積。
07 選擇IAR功能安全工具鏈的理由
選擇IAR Embedded Workbench功能安全版，您可獲得：
- 經過TÜV SÜD認證的開發工具鏈;
- 長期支援服務協議，確保工具鏈穩定更新;
- 有效期內持續獲得安全認證更新;
- 涵蓋10項功能安全標準;
- 多種架構支援（Arm、RISC-V、RH850等）;
- 供完整的認證文檔組合包（安全手冊、測試報告、使用者指南）;
- 工具鏈問題的定期更新通報。
涉及的安全標準：
IAR Embedded Workbench功能安全版（適用於Arm、RISC-V、Renesas RX、RL78、RH850及STM8）已經過TÜV SÜD認證，涵蓋以下標準：
- IEC 61508：工業;
- ISO 26262：汽車;
- EN 50128/EN 50657：鐵路;
- IEC 62304：醫療;
- ISO 25119：農林機械;
- IEC 62061：機械;
- ISO 13849：機械控制系統;
- IEC 61511：製程工業;
- IEC 60730：家用電器。
下一步？ 立即行動！
將晶圓廠提供的安全組合包與IAR Embedded Workbench功能安全版搭配使用，為安全關鍵型產品開發奠定了堅實基礎，不僅加速專案啟動，還顯著減輕了合規性驗證等非開發性工作負擔，加速了安全關鍵型產品的開發和認證。
歡迎「閱讀原文」，瞭解IAR Embedded Workbench 功能安全版更多資訊。
本文由IAR提供