功能安全——随机硬件失效度量PMHF

核心议题聚焦于探讨随机硬件失效度量（PMHF）的计算方法。

一、计算方法概览

PMHF旨在量化整个产品或系统的随机硬件失效风险，其计算途径主要有两种：

1.利用故障树分析（FTA）

FTA采用自上而下的定量分析方法，深入剖析导致故障事件发生的根本原因，直至硬件最底层的失效率。从故障树最底层的硬件元器件失效率出发，结合或门与与门的逻辑组合，逐步推导出顶层失效率，最终得到整个系统或产品的PMHF值。

2.应用标准公式计算

具体的计算公式如下：

这两种计算方式得出的结果相近，因此可以灵活选择其中一种作为分析工具， 将对比两种方法，以便读者更全面地了解PMHF的计算过程。

二、电路图解读

为便于读者理解并聚焦于PMHF的核心概念， 选用了一个简化版的电路图进行说明。

在电路中，Lamp1的阻抗保持为1Ω不变，其过压阈值为10V，过流阈值为10A。一旦超过这些阈值，Lamp1将会损坏。

此外，电路中设计了R1和R2两个电阻并联，作为相互之间的安全保护机制。

三、功能安全需求

本电路的主要功能安全需求是确保灯泡Lamp1保持点亮状态（对亮度无特殊要求），其功能安全等级被设定为ASIL B。

四、故障失效率分析

对于上述分析结果和计算过程，如存在疑问，建议参考作者之前关于硬件架构度量评估的文章。

五、PMHF计算实例

根据任务剖面（Mission Profile），假设产品生命周期T_{Lifetime}为10500小时，多点故障探测时间间隔\tau_{SM}为20小时。

1.利用FTA计算

计算结果为：PMHF = 4.276828FIT

2.应用标准公式计算

将相关参数代入标准公式进行计算：

计算结果为：PMHF = 4.462527FIT

对比两种方法的计算结果，虽然存在一定差异，但差异较小，在可接受范围内。

请读者思考：为何两种方法会产生差异？这些差异源于何处？在哪些情况下差异会显著，哪些情况下差异较小？

结语

深入探讨了PMHF的计算方法，并通过实例展示了两种计算途径。虽然现代工具可以简化计算过程，但理解其背后的原理和计算步骤对于工程师来说仍然至关重要。