運用安全事項應用筆記實現安全設計——第1部分：開始使用
前言：
作者：ADI 資深功能安全工程師 Bryan Angelo Borres
摘要
ADI的工業功能安全(FS)產品系列中包含支援FS特性的元件，這些元件的安全事項應用筆記可在相應的產品頁面上公開查閱。這些安全事項應用筆記提供了元件的FS資訊，例如失效率、失效模式分佈(FMD)、接腳失效模式與影響分析(FMEA)等。藉由此類筆記，系統整合商能輕鬆獲得重要資訊，高效完成安全相關的系統設計。因此，本系列文章的第一部分將討論系統整合商在使用元件的安全事項應用筆記之前，需要進行哪些推薦的健全性檢查。
引言
ADI的《瞭解安全事項應用筆記》系列文章1,2,3概述了ADI功能安全(FS)積體電路(IC)的安全事項應用筆記。這些元件包括非FS合規元件或標準產品，但因其功能、特性和廣泛的應用實踐，被推薦用於FS應用。如圖1所示，ADI的安全事項應用筆記詳細說明了元件的開發流程、透過三種可靠性預測方法計算得到的失效率預測、基於IC系統功能的失效模式分佈(FMD)，以及接腳失效模式與影響分析(FMEA)。FEMA涵蓋電源短路、對地短路、相鄰接腳短路和接腳開路等失效情況。
關於ADI安全事項應用筆記的第二個系列文章目的在指導系統整合商使用這些筆記展開技術安全分析。此外，第一部分重點關注系統整合商在使用ADI元件的安全事項應用筆記時需要採取的後續步驟。
檢查可靠性預測中使用的條件
ADI的安全事項應用筆記提供基於三種方法的可靠性預測：依據SN29500標準的失效率計算、依據IEC 62380標準的失效率計算，以及利用高溫工作壽命(HTOL)資料和Arrhenius公式進行的失效率計算。對於圖2所示的每種可靠性預測方法，總結失效率計算結果的表格下方標有註解，說明了所使用的條件。相關資訊包括任務剖面、工作電壓、功耗、基於所用封裝的熱特性指標、Arrhenius HTOL情況下的置信度，以及可靠性預測方法所需的其他輸入，這些輸入可從產品的資料手冊以及與設計相關的資料（如整合密度、技術結構等）中得出。提供這些資訊是為了讓熟悉可靠性預測的系統整合商能夠在實際工作條件與初始計算所假設的條件不同的情況下，方便地重新計算IC的失效率。《瞭解安全事項應用筆記》的第1部分說明了哪裡可以找到ADI的可靠性資料庫，並深入探討了如何調整可靠性預測的置信度。如果使用類似條件且假設的條件直接適用，則系統整合商可以直接使用安全事項應用筆記的可靠性預測資料。
圖1.LTC2933的安全事項應用筆記
圖2.LTC2933的失效率信息
檢查FMD中使用的條件
除了系統功能外，ADI安全事項應用筆記的FMD部分並說明了所採用的應用電路，如圖3所示。系統整合商必須檢查其應用中使用的IC是否與假設的應用電路相似。如果不相似，可能需要在分析中進行一些調整。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訊息
檢查接腳FMEA中使用的條件
如圖4所示，安全事項應用筆記的接腳FMEA部分說明了元件所使用的封裝、假設的使用場景和元件配置，並以表格形式顯示了分析結果。系統整合商需要確保使用與假設的應用電路相似的接腳排列和元件配置，進而在其設計中使用此類分析。
圖4.LTC2933的接腳FMEA訊息
在某些情況下，系統層面可能具備額外的診斷能力或其他安全措施，但ADI的分析並未考慮這些因素。
完成健全性檢查後的後續工作
在對安全事項應用筆記進行一系列健全性檢查之後，系統整合商可能會發現這些資訊可直接應用或者需要進行一些調整。如果是後者，系統整合商可透過ADI經銷窗口聯繫ADI。
結論
總之，ADI為支援FS特性的IC提供的安全事項應用筆記是系統整合商的重要資源，其中包含詳細的可靠性資料與失效分析資訊，可有效支援FS設計工作。然而，這些檔案能否真正發揮作用，取決於是否執行了充分的健全性檢查流程。整合商需要確認應用筆記中假設的任務剖面、應用電路和接腳配置，與自身系統的實際需求一致。透過確認這些條件（或者在出現差異時聯繫ADI以獲得進一步的技術支援），工程師可確保整合到安全分析中的失效率和FMD資料既準確又穩健，進而提升工業安全相關系統的可靠性。
參考資料
1 Bryan Borres，「瞭解安全事項應用筆記——第1部分：失效率」，ADI，2025年8月。
2 Bryan Borres，「瞭解安全事項應用筆記——第2部分：失效模式分佈」，《類比對話》，第59卷，2025年10月。
3 Bryan Borres，「瞭解安全事項應用筆記——第3部分：接腳FMEA」，ADI，2025年11月。
