80、嵌入式系统安全、可靠与性能保障全解析

嵌入式系统安全、可靠与性能保障全解析

1. 安全分析技术

在开发安全关键软件时，有三种基本的安全分析技术组合使用效果良好，同时还有许多其他技术可与高安全完整性等级（SIL）系统结合使用。相关技术的详细范围可参考安全标准 IEC 61508 - 7，附件 A 中包含了数百种技术的描述。

1.1 HAZOP（危险与可操作性）分析

HAZOP 技术是一种系统地找出系统中潜在安全问题的方法。它通过将引导词应用于系统需求，并询问“如果发生这种情况，是否不安全？”来进行分析。引导词用于否定或修改正在考虑的需求，以进行假设分析。嵌入式系统常用的引导词如下：
- no：未采取所需的行动
- reverse：采取与所需行动相反的行动（例如，应开启时关闭）
- more：值增加
- less：值减少
- early：比指定时间更早发生
- late：比指定时间更晚发生
- wrong order：事件顺序错误

HAZOP 分析的结果是一份系统危险列表，描述了危险是什么以及系统可能对该危险的反应。例如，“如果阀门开启延迟，压力容器可能会爆炸”。对于硬件，HAZOP 可以考虑可能的硬件故障模式；但对于软件，故障行为可能非常随意，很难准确预测软件的行为。因此，HAZOP 的实际结果是识别与安全相关的软件需求。如果任何需求被违反或遗漏并导致重大危险，则该需求应被视为安全关键需求，软件实现必须正确处理这些需求，以确保系统安全。

1.2 PHA（初步危险分析）

PHA 用于对系统中的各种危险进行排序，以便将注意力集中在最重要的危险上。危险列表可以来自任何地方，HAZOP 是生成此列表的一个好