前言

為何寫作本書

在我的職業生涯中，經歷了兩次重大的認知轉變。剛畢業進入職場時，我對技術研發抱有極大的熱情，無論是系統、硬件，還是軟件的開發和測試，我都表現出近乎狂熱的投入，希望能將所有的時間都投入到技術的思考和執行中。而對于功能安全和質量流程工作，我內心其實是不屑一顧的，因為這些工作往往伴隨著煩瑣的要求，這不僅減緩了我們的研發和測試進度，而且在我看來，這些要求似乎對產品并無實質性的助益。尤其是當引入功能安全需求后，產品的可用性似乎變得更差，某些失效可能會導致系統直接停止運行，進入安全狀態，因此我對功能安全頗為抵觸。直到有一次，國外專家團隊來我們公司進行技術考察，雖然我們的產品在實驗室和實際場景中的測試都表現良好，但當專家們模擬一些特殊的故障和異常場景時，發現我們產品的魯棒性和安全性表現并不理想，甚至存在碰撞風險。這次經歷讓我對功能安全有了新的認識，意識到僅憑熱情進行技術研發可能會埋下隱患。

隨著時間的推移，在公司組織架構和職責調整后，我所在的部門開始承擔功能安全分析的任務。這使我開始系統地學習和深入理解功能安全，這是我職業生涯中的第一次重大認知轉變。我逐漸認識到，在產品開發過程中，功能安全的重要性不容忽視。我開始反思自己在研發和測試過程中的不足，并認識到只有嚴格遵循標準的流程，進行充分的安全分析，全面實施安全機制和措施，才有可能確保產品安全、可靠。

后來，我進入智能汽車領域。隨著互聯網、信息與通信、人工智能、大數據等高科技領域的人才涌入汽車行業，我發現對他們而言功能安全是一個未知領域。按照傳統的功能安全方法去執行幾乎無法實現安全目標，且傳統功能安全標準的局限性開始顯現，即便完全遵循這些標準開發，也不能全面保障智能汽車的安全。在反復的實踐探索中，我的認知第二次發生重大改變—認識到智能汽車的功能安全需要打破常規，進行適當的創新。實踐中，我也逐漸積累了一些融合創新的經驗。

當前，智能汽車領域的功能安全文化尚顯薄弱。智能汽車的發展趨勢和高級自動駕駛的安全性一直存在爭議，許多人對功能安全缺乏深入了解。從法律法規和標準的角度看，目前尚無強制性要求；從車企和供應商的角度看，它們還未完全理解在產品研發過程中全面實施功能安全的重要性。軟件是智能汽車的核心，其功能安全是確保智能汽車安全的關鍵，同時也是行業關注的焦點。智能汽車的硬件開發流程與傳統汽車相比沒有根本性差異，遵循功能安全標準即可，但在軟件方面，智能汽車與傳統汽車相比有了根本變化。在智能汽車中，軟件的功能和性能與多變的場景緊密相關，代碼量大幅增加，人工智能技術被廣泛應用……這些變化帶來的功能安全問題已經超出了傳統功能安全標準的范圍，在功能安全領域急需解決智能汽車軟件的不確定性。

我較早從事功能安全開發工作，十余年來，親自負責實施和落地了多個功能安全產品開發項目。針對行業內多數人在智能汽車軟件功能安全方面感到迷茫的現狀，我一直希望能分享我的知識和經驗，讓更多人關注和重視智能汽車軟件功能安全，對安全懷有敬畏之心。2019年，我創建了個人微信公眾號“功能安全專家”，并在知乎上開通了“吳丹丹Dandi”的個人空間，利用業余時間分享關于功能安全和研發質量的想法與經驗，也因此積累了一批忠實讀者。我經常收到讀者的私信和反饋，從這些反饋中可以總結出一個觀點：多數研發人員缺乏系統化的功能安全知識，而公眾號和知乎上的碎片化知識無法幫助他們構建全面的功能安全認知，只適用于有一定基礎的讀者。這讓我認識到，除了進行專項的碎片化知識分享外，還需要建立一個結構化、系統化的知識體系，全面分享我在智能汽車軟件功能安全領域的實踐經驗和認知，與更多的從業者一起提高認識水平，共同推動智能汽車軟件功能安全的發展。這就是我寫本書的初衷。

我希望通過本書搭建一座橋梁，不僅傳遞我的經驗和思考，而且將智能汽車軟件開發與功能安全實踐連接起來。我期望智能汽車領域的從業者能通過本書獲得必要的功能安全知識，在繼承傳統功能安全理念的基礎上，擺脫思維定式，找到智能汽車軟件功能安全的正確實踐方向，并落地實現。

如何閱讀本書

本書共11章，分為三部分，各部分內容簡介如下。

第一部分（第1～3章）聚焦于戰略層面，通過分析汽車行業的演變，確定智能汽車的發展趨勢和技術發展路線。在此趨勢下，識別由于“不適用”和“不確定性”帶來的功能安全問題，強調軟件功能安全的重要性，并從戰略角度規劃和布局智能汽車軟件功能安全。

第二部分（第4～7章）從戰術層面詳細講解智能汽車軟件功能安全開發體系與技術，涵蓋傳統功能安全、預期功能安全、ASPICE標準、敏捷開發等多種軟件開發體系，并提出融合構建智能汽車軟件功能安全開發體系的思路。此外，本部分從智能汽車系統的安全設計入手，介紹了多域融合的軟件架構設計，特別是智駕域軟件架構和安全設計，并基于智能汽車軟件架構的分層設計，詳細闡述每一層常用的軟件功能安全機制和安全措施，從技術層面指導軟件功能安全開發，助力其落地實踐。此外，本部分針對第一部分提出的安全痛點探索解決方案，并提出智能汽車軟件功能安全開發的“繼承與創新”理念。

第三部分（第8～11章）從戰術層面探討智能汽車軟件功能安全開發通用流程與方法，詳細解析軟件開發各環節的具體功能安全要求以及相應的支持過程，探討人工智能的安全性，對未來智能汽車的安全發展進行預測和展望。這部分內容旨在幫助讀者夯實基礎，有效規范智能汽車軟件功能安全開發的流程方法。

如果讀者希望全面理解背景及原理，對智能汽車軟件功能安全有一個全面的認識，建議從第一部分開始按順序閱讀；如果想快速掌握功能安全技術和方法以在工作中應用，建議優先閱讀第二部分和第三部分。

本書讀者對象

? 智能汽車軟件工程師：主要從戰術層面獲益，能全面理解智能汽車軟件功能安全開發的要求和必要的安全機制。

? 功能安全工程師：主要從戰術層面獲益，能深入了解智能汽車軟件功能安全工作中所需的技術、“繼承與創新”的思維方式。

? 其他非軟件技術相關的汽車從業者、管理者：主要從戰略層面獲益，了解智能汽車軟件的發展趨勢和功能安全的意義。

? 想轉行到智能汽車領域的其他行業人員：了解智能汽車行業的特征和技術特性、智能汽車軟件功能安全的相關要求和發展趨勢。

資源和勘誤

由于作者水平有限，書中難免存在不妥之處。而且，智能汽車技術正處于多元化發展的階段，不同的人可能會有不同的見解，書中的理念和認知也可能與業內同人存在差異。因此，歡迎并期待大家提出寶貴意見，聯系方式是：關注微信公眾號“功能安全專家”并發送私信，在知乎上搜索“吳丹丹Dandi”。另外，本書參考學習資料詳見微信公眾號“功能安全專家”和知乎賬號“吳丹丹Dandi”。

致謝

特別感謝我的母親，她在本書創作期間給予我無微不至的照顧和最大的支持，使我能夠全身心地投入到創作中。

感謝一路上給予我幫助和支持的所有領導、同事、行業伙伴和朋友。

吳丹丹