【導(dǎo)讀】ADI公司的工業(yè)功能安全(FS)產(chǎn)品系列中包含支持FS特性的器件，這些器件的安全事項應(yīng)用筆記可在相應(yīng)的產(chǎn)品頁面上公開查閱。這些安全事項應(yīng)用筆記提供了器件的FS信息，例如失效率、失效模式分布(FMD)、引腳失效模式與影響分析(FMEA)等。借助此類筆記，系統(tǒng)集成商能輕松獲取重要信息，高效完成安全相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)計。因此，本系列文章的第一部分將討論系統(tǒng)集成商在使用器件的安全事項應(yīng)用筆記之前，需要進行哪些推薦的健全性檢查。
引言
ADI公司的《了解安全事項應(yīng)用筆記》系列文章1,2,3概述了ADI功能安全(FS)集成電路(IC)的安全事項應(yīng)用筆記。這些器件包括非FS合規(guī)器件或標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，但因其功能、特性和廣泛的應(yīng)用實踐，被推薦用于FS應(yīng)用。如圖1所示，ADI的安全事項應(yīng)用筆記詳細說明了器件的開發(fā)流程、通過三種可靠性預(yù)測方法計算得到的失效率預(yù)測、基于IC系統(tǒng)功能的失效模式分布(FMD)，以及引腳失效模式與影響分析(FMEA)。FEMA涵蓋電源短路、對地短路、相鄰引腳短路和引腳開路等失效情況。
關(guān)于ADI安全事項應(yīng)用筆記的第二個系列文章旨在指導(dǎo)系統(tǒng)集成商使用這些筆記來開展技術(shù)安全分析。此外，本第一部分重點關(guān)注系統(tǒng)集成商在使用ADI器件的安全事項應(yīng)用筆記時需要采取的后續(xù)步驟。
檢查可靠性預(yù)測中使用的條件
ADI的安全事項應(yīng)用筆記提供基于三種方法的可靠性預(yù)測：依據(jù)SN29500標(biāo)準(zhǔn)的失效率計算、依據(jù)IEC 62380標(biāo)準(zhǔn)的失效率計算，以及利用高溫工作壽命(HTOL)數(shù)據(jù)和Arrhenius方程進行的失效率計算。對于圖2所示的每種可靠性預(yù)測方法，總結(jié)失效率計算結(jié)果的表格下方標(biāo)有注釋，說明了所使用的條件。相關(guān)信息包括任務(wù)剖面、工作電壓、功耗、基于所用封裝的熱特性指標(biāo)、Arrhenius HTOL情況下的置信度，以及可靠性預(yù)測方法所需的其他輸入，這些輸入可從產(chǎn)品的數(shù)據(jù)手冊以及與設(shè)計相關(guān)的數(shù)據(jù)（如集成密度、技術(shù)結(jié)構(gòu)等）中得出。提供這些信息是為了讓熟悉可靠性預(yù)測的系統(tǒng)集成商能夠在實際工作條件與初始計算所假設(shè)的條件不同的情況下，方便地重新計算IC的失效率。《了解安全事項應(yīng)用筆記》的第1部分說明了哪里可以找到ADI的可靠性數(shù)據(jù)庫，并深入探討了如何調(diào)整可靠性預(yù)測的置信度。如果使用類似條件且假設(shè)的條件直接適用，則系統(tǒng)集成商可以直接使用安全事項應(yīng)用筆記的可靠性預(yù)測數(shù)據(jù)。
圖1.LTC2933的安全事項應(yīng)用筆記
圖2.LTC2933的失效率信息
檢查FMD中使用的條件
除了系統(tǒng)功能外，ADI安全事項應(yīng)用筆記的FMD部分還說明了所采用的應(yīng)用電路，如圖3所示。系統(tǒng)集成商必須檢查其應(yīng)用中使用的IC是否與假設(shè)的應(yīng)用電路相似。如果不相似，可能需要在分析中進行一些調(diào)整。例如，查看圖3，也許用戶只使用了LTC2933六個通道中的四個。
圖3.LTC2933的FMD信息
檢查引腳FMEA中使用的條件
如圖4所示，安全事項應(yīng)用筆記的引腳FMEA部分說明了器件所使用的封裝、假設(shè)的使用場景和器件配置，并以表格形式顯示了分析結(jié)果。系統(tǒng)集成商需要確保使用與假設(shè)的應(yīng)用電路相似的引腳排列和器件配置，從而在其設(shè)計中使用此類分析。
圖4.LTC2933的引腳FMEA信息
在某些情況下，系統(tǒng)層面可能具備額外的診斷能力或其他安全措施，但ADI的分析并未考慮這些因素。
完成健全性檢查后的后續(xù)工作
在對安全事項應(yīng)用筆記進行一系列健全性檢查之后，系統(tǒng)集成商可能會發(fā)現(xiàn)這些信息直接適用于其應(yīng)用，或者需要進行一些調(diào)整。如果是后者，系統(tǒng)集成商可通過ADI支持渠道聯(lián)系A(chǔ)DI公司。
結(jié)語
總之，ADI為支持FS特性的IC提供的安全事項應(yīng)用筆記是系統(tǒng)集成商的重要資源，其中包含詳細的可靠性數(shù)據(jù)與失效分析信息，可有效支持FS設(shè)計工作。然而，這些文檔能否真正發(fā)揮作用，取決于是否執(zhí)行了充分的健全性檢查流程。集成商需要確認(rèn)應(yīng)用筆記中假設(shè)的任務(wù)剖面、應(yīng)用電路和引腳配置，與自身系統(tǒng)的實際需求一致。通過確認(rèn)這些條件（或者在出現(xiàn)差異時聯(lián)系A(chǔ)DI以獲得進一步的技術(shù)支持），工程師可確保整合到安全分析中的失效率和FMD數(shù)據(jù)既準(zhǔn)確又穩(wěn)健，從而提升工業(yè)安全相關(guān)系統(tǒng)的可靠性。
參考文獻
1 Bryan Borres，“了解安全事項應(yīng)用筆記——第1部分：失效率”，ADI公司，2025年8月。
2 Bryan Borres，“了解安全事項應(yīng)用筆記——第2部分：失效模式分布”，《模擬對話》，第59卷，2025年10月。
3 Bryan Borres，“了解安全事項應(yīng)用筆記——第3部分：引腳FMEA”，ADI公司，2025年11月。
作者簡介
Bryan Angelo Borres是一名經(jīng)TüV認(rèn)證的功能安全工程師，目前負責(zé)多個工業(yè)功能安全項目。作為高級電源應(yīng)用工程師，他協(xié)助元器件設(shè)計師和系統(tǒng)集成商設(shè)計符合工業(yè)功能安全標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 61508）的功能安全電源產(chǎn)品。Bryan是菲律賓參加國際電工委員會(IEC)TC65/SC65A技術(shù)委員會的國家委員會成員，同時也是IEEE功能安全標(biāo)準(zhǔn)委員會成員。他擁有電力電子專業(yè)研究生文憑，在高效、穩(wěn)健的電力電子系統(tǒng)設(shè)計方面擁有超過七年的豐富經(jīng)驗。
