3. ISO 26262 概览

ISO 26262 是道路车辆功能安全领域的核心国际标准,它并非一份单一文档,而是由 12 个部分(Part 1~Part 12)组成的结构化标准族。理解这 12 个部分各自解决什么问题、彼此如何衔接,以及软件与硬件协同工作究竟落在哪些条款上,是开展功能安全工程的第一道门槛。很多团队在项目初期只盯着 Part 4(系统)和 Part 6(软件),结果在安全计划、安全论证和分布式开发接口上反复返工,根源就在于没有把标准当成一个整体来看。

一、核心原理:12 个部分的分层结构

ISO 26262 的 12 个部分可以按“总纲—概念—开发—支持—专用—指南”六个层次来理解。Part 1 是词汇,统一术语;Part 2 是功能安全管理,规定组织级和项目级的安全管理要求;Part 3 是概念阶段,输出相关项定义、危害分析与风险评估(HARA)以及安全目标;Part 4 到 Part 7 是产品开发主体,分别覆盖系统、硬件、软件和生产运行;Part 8 是支持过程,包括分布式开发接口、变更管理、配置管理、验证确认等;Part 9 是 ASIL 导向与安全分析;Part 10 是指南;Part 11 是半导体应用指南;Part 12 是摩托车专用要求。

这 12 个部分不是并列关系,而是“纵向贯穿、横向支撑”的矩阵。Part 3 的安全目标向下分解到 Part 4 的系统架构,再进一步分解到 Part 5 的硬件和 Part 6 的软件;Part 8 的支持过程横向服务于所有开发阶段;Part 9 的安全分析方法贯穿 HARA、系统设计和软硬件设计;Part 11 则为芯片级开发提供补充解释。

ISO 26262 Part 1~Part 12 结构与软硬件协同定位 Part 1 词汇 · Part 2 功能安全管理 · Part 10 指南 · Part 12 摩托车 Part 3 概念阶段 相关项定义 → HARA → 安全目标 → 功能安全概念(FSC) 安全目标分解 Part 4 产品开发:系统级 技术安全需求(TSR)→ 系统架构 → 系统集成与测试 硬件安全需求 软件安全需求 Part 5 产品开发:硬件级 硬件安全需求 → 硬件设计 → 硬件架构度量 SPFM / LFM / PMHF 计算与评估 Part 6 产品开发:软件级 软件安全需求 → 软件架构 → 单元设计与实现 软件集成与嵌入式软件测试 协同 Part 7 生产、运行、服务和报废 Part 8 支持过程 分布式开发接口 · 变更管理 · 配置管理 · 验证确认 · 文档管理 Part 9 ASIL导向与安全分析 FMEA / FTA / DFA / 安全论证 Part 11 半导体应用指南 IP级 / 芯片级安全机制与论证 概念层 系统层 软硬件层 运行层 支撑层

二、方法流程:从安全目标到软硬件需求的分解路径

标准的核心工作流可以概括为一条“自上而下分解、自下而上验证”的链条。Part 3 通过 HARA 确定 ASIL 等级和安全目标,随后导出功能安全概念(FSC)。Part 4 将 FSC 细化为技术安全概念(TSC),并分配到系统架构元素上,形成技术安全需求(TSR)。TSR 再分别流向 Part 5 和 Part 6,转化为硬件安全需求和软件安全需求。

在硬件侧,Part 5 要求计算单点故障度量(SPFM)、潜伏故障度量(LFM)和随机硬件失效概率度量(PMHF),以证明硬件架构满足对应 ASIL 的量化目标。在软件侧,Part 6 要求建立软件安全需求、软件架构,并按照 ASIL 等级选择相应的设计原则和测试方法。两者最终在 Part 4 的系统集成阶段汇合,通过系统级测试验证安全目标是否达成。

软硬件协同的关键接口:硬件提供的安全机制(如看门狗、ECC、锁步核、电压监控)必须由软件正确配置、周期性检测和响应;软件的安全机制(如程序流监控、内存保护、双通道比较)又依赖硬件资源实现。Part 4 的 TSR 分配表就是软硬件协同的“合同”,它明确了每条安全需求由硬件、软件还是两者共同承担。

三、案例/场景:一个 EPS 项目的标准落地

以电动助力转向(EPS)为例。Part 3 的 HARA 识别出“非预期助力扭矩”危害,评定为 ASIL D,安全目标为“避免非预期助力扭矩导致车辆失控”。Part 4 将安全目标分解为 TSR,例如“扭矩传感器信号应具备冗余校验”“电机驱动应具备独立关断路径”。

其中“扭矩传感器冗余校验”被分配给硬件和软件共同实现:硬件提供双路传感器信号采集通道,软件执行信号范围检查、相关性比较和故障响应。硬件侧需要计算 SPFM 以证明单点故障覆盖充分;软件侧需要按照 ASIL D 要求采用防御性编程、程序流监控和独立看门狗。Part 8 则规定供应商与整车厂之间的分布式开发接口(DIA),明确双方在需求、验证和变更上的责任边界。

四、误区与复盘

  • 误区一:只做 Part 6 软件,忽略 Part 5 硬件。ASIL D 项目中硬件随机失效度量不达标,软件再完善也无法通过安全论证。
  • 误区二:把 Part 8 当成“文档工作”。分布式开发接口、变更管理和配置管理直接决定安全需求在供应链上是否可追溯。
  • 误区三:安全分析只在 Part 3 做一次。Part 9 要求安全分析贯穿系统、硬件和软件设计,并随设计迭代更新。
  • 误区四:软硬件需求分配模糊。TSR 未明确软硬件责任边界,导致集成阶段出现“双方都以为对方实现”的真空地带。

五、12 个部分速查清单

部分 名称 核心作用 与软硬件协同的关系
Part 1词汇统一术语定义协同沟通的基础语言
Part 2功能安全管理组织与项目级安全管理定义安全文化、角色与职责
Part 3概念阶段HARA、安全目标、FSC确定 ASIL,决定软硬件投入强度
Part 4系统级开发TSR、系统架构、集成测试软硬件需求分配的核心枢纽
Part 5硬件级开发硬件安全需求、架构度量提供硬件安全机制与量化证据
Part 6软件级开发软件安全需求、架构、测试实现软件安全机制与诊断响应
Part 7生产运行生产、服务、报废保证量产一致性
Part 8支持过程DIA、变更、配置、验证支撑软硬件协同的可追溯性
Part 9安全分析ASIL导向、FMEA、FTA验证软硬件安全机制有效性
Part 10指南补充解释与示例帮助理解协同条款
Part 11半导体指南芯片级安全机制硬件安全的基础层
Part 12摩托车摩托车专用要求特定场景的补充

学习建议:先通读 Part 1、Part 2、Part 3 和 Part 4,建立“安全目标—技术安全需求—软硬件需求”的主干;再深入 Part 5 和 Part 6 理解各自的方法论;最后用 Part 8 和 Part 9 检查协同接口和安全分析是否闭环。Part 10、Part 11、Part 12 作为参考手册按需查阅即可。

把 12 个部分看成一张互相咬合的网,而不是 12 份独立文档,才能真正理解 ISO 26262 对软硬件协同安全工程的要求。Part 4 是分配中枢,Part 5 和 Part 6 是执行双翼,Part 8 和 Part 9 是支撑与验证,Part 3 则是所有工作的起点。只有这条链条完整贯通,安全目标才能从概念落到可运行、可验证的产品上。