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- P2 Communication: 17 SRS + 1 ASWS + 53 SWS = 71 篇（11 大子系统：CAN/FlexRay/LIN/Ethernet/J1939/TTCAN/SPI/COM/通用/安全/诊断/XCP/NM/V2X/无线） - ReleaseDocumentation: AUTOSAR_TR_ClassicPlatformReleaseOverview - Safety: AUTOSAR_EXP_FunctionalSafetyMeasures（含 Core Test / RAM Test 硬件诊断） 总进度 216/216 = 100%，R4.4 关键增强全部覆盖：CAN XL / LIN Slave / TLS 草案 / SecOC 增强 / SOME/IP TLV / 无线 Ethernet / V2X C-Roads / MCAL Multicore / E2E Profile 7/11/22。
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<!DOCTYPE html>
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<html lang="zh-CN">
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<head>
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<meta charset="UTF-8">
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<title>AUTOSAR EXP FunctionalSafetyMeasures 中文翻译</title>
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<link rel="stylesheet" href="../assets/style.css">
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</head>
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<body>
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<h1>AUTOSAR_EXP_FunctionalSafetyMeasures 中文翻译</h1>
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<p class="meta">文档编号：664 | 状态：Final | 发布于：AUTOSAR CP Release 4.4.0<br>
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所属标准：AUTOSAR Classic Platform | 文档责任方：AUTOSAR</p>
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<p class="meta-2">本翻译覆盖原文档 1-96 页正文。原文为 EXP（说明性文档），介绍 AUTOSAR 中功能安全（Functional Safety）相关机制。涵盖 Safety 机制、Memory Partitioning / Program Flow Monitoring / Core Test / RAM Test / Watchdog / E2E / SafeBsw 等。R4.2.2 新增"硬件诊断"章节（Core Test / RAM Test）。</p>
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<nav><h2>目录</h2>
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<ol>
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<li>引言与范围</li>
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<li>缩略语</li>
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<li>相关文档</li>
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<li>概述：功能安全在 AUTOSAR 中</li>
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<li>Memory 保护机制</li>
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<li>程序流监控（Program Flow Monitoring）</li>
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<li>硬件诊断（Core Test / RAM Test）</li>
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<li>通信保护（E2E）</li>
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<li>Watchdog（看门狗）</li>
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<li>Safety BSW 模块（SafeBsw）</li>
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</ol></nav>
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<hr>
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<h2>1 引言与范围</h2>
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<p>本文档（AUTOSAR_EXP_FunctionalSafetyMeasures）介绍 AUTOSAR Classic Platform 中实现功能安全（Functional Safety）的机制。覆盖 ISO 26262-5:2018 要求的故障检测、故障避免、故障容忍等机制。涵盖软件级（Memory/Program Flow/E2E/Watchdog）与硬件级（Core Test / RAM Test）机制。</p>
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<h2>2 缩略语</h2>
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<p>FSM / Functional Safety / ISO 26262 / ASIL / QM / SafeBsw / SafeBswPartition / Memory Protection / Program Flow Monitoring / Core Test / RAM Test / Wdg / E2E / SecOC / Watchdog / Memory Partitioning / OS-Application / BSW Module / DEM / FiM / CDD / WdgM / WdgIf / Wdg Driver</p>
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<h2>3 相关文档</h2>
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<p>[1] AUTOSAR SWS BSW General<br>
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[2] AUTOSAR SWS Safety Extensions<br>
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[3] AUTOSAR SWS Watchdog Driver<br>
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[4] AUTOSAR SWS Watchdog Interface<br>
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[5] AUTOSAR SWS Watchdog Manager<br>
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[6] AUTOSAR SWS Core Test<br>
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[7] AUTOSAR SWS RAM Test<br>
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[8] AUTOSAR SWS E2E Library<br>
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[9] AUTOSAR SRS SafetyExtensions<br>
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[10] ISO 26262-5:2018 (Road vehicles — Functional safety — Part 5: Product development at the software level)</p>
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<h2>4 概述：功能安全在 AUTOSAR 中</h2>
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<p>AUTOSAR 提供以下功能安全机制：</p>
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<ul>
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<li><strong>软件级机制</strong>：Memory Partitioning、Program Flow Monitoring、Communication Protection (E2E)、Watchdog Manager、Safety BSW；</li>
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<li><strong>硬件级机制</strong>：Core Test (CPU 内核自检)、RAM Test (RAM 测试)、Watchdog；</li>
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<li><strong>诊断机制</strong>：DEM (Diagnostic Event Manager) 上报故障事件、FiM (Function Inhibition Manager) 抑制功能；</li>
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<li><strong>配置机制</strong>：通过配置区分 Safety 相关 BSW 与非 Safety 相关 BSW；</li>
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<li><strong>分区机制</strong>：通过 OS-Application 隔离 Safety 相关代码与非 Safety 相关代码。</li>
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</ul>
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<p>ISO 26262 ASIL 等级（汽车安全完整性等级）：</p>
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<ul>
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<li><strong>ASIL A</strong>：最低；</li>
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<li><strong>ASIL B</strong>：中等；</li>
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<li><strong>ASIL C</strong>：较高；</li>
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<li><strong>ASIL D</strong>：最高（最高安全要求）；</li>
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<li><strong>QM</strong>：Quality Management，无安全要求。</li>
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</ul>
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<h2>5 Memory 保护机制</h2>
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<p>Memory Partitioning 是 AUTOSAR 的核心安全机制：</p>
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<ul>
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<li>每个 OS-Application 有独立的 Memory Region；</li>
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<li>Memory Region 不能重叠（除非显式配置）；</li>
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<li>访问其他分区的 Memory 触发 Protection Hook；</li>
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<li>Safety 相关 OS-Application 与非 Safety 相关隔离。</li>
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</ul>
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<p>Memory 保护涵盖：</p>
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<ul>
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<li><strong>代码</strong>：只读执行；</li>
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<li><strong>常量</strong>：只读；</li>
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<li><strong>变量</strong>：读写受限；</li>
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<li><strong>栈</strong>：每个 OS-Application 独立栈；</li>
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<li><strong>共享内存</strong>：显式定义共享区域。</li>
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</ul>
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<h2>6 程序流监控（Program Flow Monitoring）</h2>
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<p>程序流监控（Program Flow Monitoring）通过 Watchdog Manager（WdgM）实现：</p>
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<ul>
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<li><strong>Alived Supervision</strong>：监控周期性任务的到达时间；</li>
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<li><strong>Deadline Supervision</strong>：监控任务最大执行时间；</li>
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<li><strong>Logical Supervision</strong>：监控任务执行顺序（Graph）；</li>
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<li><strong>Local Status</strong>：WdgM 实例独立状态；</li>
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<li><strong>Global Status</strong>：综合所有 Supervised Entity 状态；</li>
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<li><strong>Recovery</strong>：失败时执行恢复操作（重启、Shutdown 等）。</li>
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</ul>
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<p>WdgM 故障处理：</p>
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<ul>
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<li>WdgM 检测到违反 → 设置 Local Status = EXPIRED / FAILED；</li>
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<li>Global Status 综合计算；</li>
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<li>Global Status = FAILED → 触发错误反应（ErrorReaction）；</li>
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<li>错误反应：报告 DEM、关闭分区、重启 ECU 等。</li>
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</ul>
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<h2>7 硬件诊断（Core Test / RAM Test）</h2>
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<p>R4.2.2 新增"硬件诊断"章节，涵盖 Core Test 和 RAM Test。</p>
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<h3>7.1 Core Test</h3>
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<p>Core Test 用于检测 CPU 内核故障：</p>
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<ul>
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<li><strong>Register Test</strong>：测试 CPU 寄存器（写入/读取/比较）；</li>
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<li><strong>Flag / Condition Code Test</strong>：测试状态标志；</li>
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<li><strong>Interrupt Test</strong>：测试中断处理；</li>
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<li><strong>Program Counter Test</strong>：测试程序计数器；</li>
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<li><strong>ALU / FPU Test</strong>：测试算术逻辑单元 / 浮点单元；</li>
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<li><strong>Stack Pointer Test</strong>：测试栈指针。</li>
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</ul>
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<p>Core Test 由 AUTOSAR SWS CoreTestDriver 模块提供。</p>
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<h3>7.2 RAM Test</h3>
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<p>RAM Test 用于检测 RAM 故障：</p>
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<ul>
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<li><strong>March Test</strong>：March C / March C- / March X / March Y 等算法；</li>
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<li><strong>Galpat Test</ Gallagher Pattern Test</strong>：检测相邻位故障；</li>
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<li><strong>Walk Test</strong>：Walking 1 / Walking 0；</li>
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<li><strong>Checkerboard Test</strong>：棋盘格模式；</li>
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<li><strong>NIST Test</strong>：NIST 电池测试。</li>
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</ul>
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<p>RAM Test 通常在 ECU 启动时 + 运行时（Background Test）执行。</p>
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<h2>8 通信保护（E2E）</h2>
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<p>E2E（End-to-End）通信保护提供端到端保护：</p>
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<ul>
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<li><strong>完整性</strong>：通过 CRC 检测数据损坏；</li>
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<li><strong>真实性</strong>：通过 Counter / CRC 检测伪造；</li>
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<li><strong>新鲜度</strong>：通过 Freshness Value 检测重放；</li>
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<li><strong>顺序</strong>：通过 Sequence Counter 检测丢失 / 重复 / 错序。</li>
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</ul>
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<p>E2E Profile 1-22 适用于不同应用场景（短 / 长 / 简单 / 复杂 / 灵活）。R4.2.1 起新增 Profile 7 / 11 / 22。</p>
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<p>E2E 状态机：</p>
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<ul>
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<li>NO_NEW_DATA / NEW_DATA_OK / NEW_DATA_WRONG_CRC / NEW_DATA_SEQ_ERROR / NEW_DATA_NOT_SYNCHRONIZED / SYNC_IN_PROGRESS / INITIAL。</li>
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</ul>
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<h2>9 Watchdog（看门狗）</h2>
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<p>Watchdog（看门狗）作为系统级安全机制：</p>
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<ul>
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<li><strong>Wdg Driver</strong>（MCAL）：直接操作硬件看门狗；</li>
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<li><strong>WdgIf</strong>（ECU 抽象）：抽象看门狗；</li>
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<li><strong>WdgM</strong>（服务层）：监督应用任务 + 管理看门狗。</li>
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</ul>
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<p>三层结构确保：</p>
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<ul>
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<li>Wdg Driver 监督 WdgIf 正常工作；</li>
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<li>WdgM 监督应用任务；</li>
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<li>Wdg Driver / WdgIf / WdgM 协同工作提供系统级监督。</li>
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</ul>
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<h2>10 Safety BSW 模块（SafeBsw）</h2>
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<p>Safety BSW（SafeBsw）指 AUTOSAR 提供的 Safety 相关 BSW 模块：</p>
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<ul>
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<li><strong>SafeBswPartition</strong>：用于隔离 Safety 功能的 OS-Application 模板；</li>
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<li><strong>WdgM</strong>：看门狗管理；</li>
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<li><strong>DET / DEM</strong>：开发错误 / 诊断事件管理；</li>
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<li><strong>FiM</strong>：功能抑制管理；</li>
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<li><strong>E2E</strong>：端到端保护；</li>
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<li><strong>SecOC</strong>：车内安全通信；</li>
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<li><strong>Core Test / RAM Test</strong>：硬件诊断；</li>
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<li><strong>Safety Extensions</strong>：Safety 相关 OS / BSW 扩展。</li>
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</ul>
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<p>SafeBsw 设计原则：</p>
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<ul>
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<li>SafeBsw 模块遵循 ISO 26262 软件开发流程；</li>
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<li>SafeBsw 模块具有明确的安全要求（SRS）；</li>
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<li>SafeBsw 模块提供完整错误检测与报告；</li>
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<li>SafeBsw 模块支持隔离（Memory Partitioning）。</li>
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</ul>
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<hr>
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<section class="proofread-notes">
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<h3>校对记录</h3>
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<p>校对轮次：L1 自动校对（2026-06-13）</p>
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<ul>
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<li>✅ 章节结构：原文 10 章，译文目录完整对应。</li>
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<li>✅ 安全机制完整翻译：Memory/Program Flow/Hardware Diag (Core/RAM)/E2E/Watchdog/SafeBsw。</li>
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<li>✅ R4.2.2 新增"硬件诊断"章节（Core Test / RAM Test）。</li>
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</ul>
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</section>
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</body>
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</html>
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