E angazhuar në një shumëllojshmëri të ekipeve të projektimit të pajisjeve të konsumatorit u përball me sfidën për të përmbushur standardet përkatëse të sigurisë, duke përfshirë normat evropiane IEC 60730. Shumica e kompanive duan të dizajnojnë produkte për tregun global, kështu që ekipi i projektimit është zakonisht përgjegjës për përmbushjen e standardeve më të rrepta në mbarë botën për të gjithë dizajnin e pajisjeve. Sigurisht që mund të përdorni çdo mikrokontrollues (MCU) dhe produkte të përputhshme me mbështetjen e zhvillimit të IC. Sidoqoftë, një numër në rritje i MCU përfshin funksione specifike të harduerit pa pasur nevojë për komponentë të jashtëm për të arritur pajtueshmërinë. Le të shohim nëse keni nevojë për pajtueshmëri të sigurisë, si dhe disa të dizajnuara për të hapur rrugën për pajtueshmërinë e MCU.
Në mënyrë të veçantë, standardet IEC 60730-1 zgjidhin përdorimin e sistemeve të kontrollit të bazuara në MCU bazuar në Shtojcën H të këtij specifikimi. Shumica e pajisjeve elektrike të konsumit si makina larëse, frigoriferë dhe produkte të ngjashme i përkasin klasës B. Qëllimi i këtij standardi është të sigurojë që dështimi i sistemit nuk do të shkaktojë funksionimin e pasigurt të pajisjes. Për shembull, dështimi i sistemit nuk duhet të shkaktojë temperaturë të pasigurt, e cila mund të dëmtojë operatorin ose të shkaktojë zjarr.
Vini re gjithashtu se koncepti që qëndron pas IEC 60730 dhe teknologjisë që do të diskutohet këtu mund të zbatohet jashtë aplikacioneve të pajisjes së konsumatorit. Në fakt, shumë lloje sistemesh të integruara (jo domosdoshmërisht subjekt i menaxhimit të standardeve rregullatore) duhet të ruhen nga dështimi i sistemit.
Zakonisht në sistemet e bazuara në MCU, pajtueshmëria me IEC-60730 varet nga kodi i aplikacionit tuaj i shtuar në firmware. Megjithatë, për të siguruar qendrën e MCU, funksionet e harduerit mund të thjeshtohen duke eliminuar zhvillimin e firmuerit të komponentëve të jashtëm, të përmirësojnë performancën dhe të reduktojnë kostot.
Metodat e pajtueshmërisë Ekzistojnë tre mënyra kryesore për të dizajnuar sisteme të bazuara në MCU në përputhje me standardet IEC 60730. Arkitektura më komplekse duke përdorur një të ashtuquajtur me kanal të dyfishtë, MCU të dyfishtë paralelisht dhe një qark kontrolli, dhe duke pasur një funksion krahasimi, siguron që të dy kanalet të prodhojnë të njëjtat rezultate. Megjithatë, kjo metodë përgjithësisht konsiderohet shumë e shtrenjtë për tregun e konsumit. Më pas, ne zgjodhëm të kufizojmë koston e dy metodave me një kanal. Ju mund ta testoni sistemin në kohën e prodhimit të produktit për të parandaluar dështimin për të arritur pajtueshmërinë. Në të kaluarën, zakonisht zgjidhet metoda e testimit të prodhimit, është alternativa më e thjeshtë dhe me kosto më të ulët. Sot, një numër në rritje i prodhuesve të produkteve zgjedhin të shtojnë funksionin e rregullt të vetë-testimit për të siguruar që produkti të mos dështojë në terren, kjo është qasja në të cilën do të përqendrohemi këtu.
Vërtetimi aktual i sigurisë kryhet në aparatin e terminalit, por dështimet e mundshme në Shtojcën H aplikohen në MCU. Në fakt, aksesorët përfshijnë një listë të detajuar të elementeve të brendshme të MCU dhe dështimi shoqërues duhet të testohet në një vetë-test të rregullt dhe lehtësia në një farë mënyre. Për shembull, regjistri i vetë-testimit duhet të zbulohet në kartë ose vlera e numëruesit të programit (PC) të defektit, zbulimi i gabimit të memories me një bit dhe zbulon funksionimin e gabuar të ndërprerjes - duke përfshirë ndërprerjen nuk ndodh, ndërprerja ndodh shumë shpesh . Elemente shtesë për të zgjidhur dështimin e komunikimit dhe funksionimin e saktë të orës së kohës, sekuencën e funksionimit.
Shembuj të makinës larëse Tani le të shohim MCU (në veçanti, i referuar zakonisht si kontrolluesi i sinjalit dixhital (DSC) mbështetet nga DSP MCU) Disa shembuj se si të thjeshtësohet pajtueshmëria. Figura 1 përshkruan një diagram bllok të një dizajni të bazuar në makinën larëse DSC Texas Instruments (TI). Ky diagram zbatohet për seritë DSC me pikë fikse TMS320C24x, seritë e përcaktuara TMS320F282x DSC dhe TMS320F2802x / 2806x Piccolo të serive DSC me pikë fikse dhe notuese. Të gjitha mbështeten në bërthamat DSC 32 TI C2000, të cilat mund të përpunohen në një dizajn të vetëm procesor DSP (kryesisht kontrollin e motorit) dhe detyrat e kontrollit të sistemit. Mund të jetë, por në çdo rast, elementi IEC-60730 C2000 DSC kapen në një MCU të veçantë në kombinim me kontrolluesin e sistemit në DSC.
Figura 1: Seritë DSC TI C2000 arrijnë orë të pavarura dhe funksione të tjera, për të thjeshtuar dizajnin e sistemit në përputhje me standardin IEC-60730.
TI DSC ofron disa elementë për të mbështetur pajtueshmërinë. Për shembull, oshilatori i çipit IC përbëhet nga një dyshe. Drejtimi i një MCU kryesore dhe sistemeve operative. Hera e dytë mund të përdoret si një grup kontrolli i kryer periodikisht në mënyrë të pavarur nga vetë-testi i zbatuar. IC më tej përfshin një qark monitorues që monitoron tensionin e furnizimit, i cili mund të shkaktojë mosfunksionim të përshkruar në standard. Përveç kësaj, DSC përfshin gjithashtu regjistrin e mbrojtjes nga shkrimi.
Sigurisht, shumë aplikacione nuk kërkojnë aftësi të përpunimit të pajisjes 32-bit të ofruara nga DSC. Për fat të mirë, shitësit MCU po ofrojnë në përputhje me tiparin standard IEC-60730 në familjet tradicionale MCU 8-bit dhe 16-bit.
Ndërprerja në kohë reale në shkallë të lirë Për shembull, Freescale i mbështet këto funksione në MCU-në e tyre MC9S08AWx, MCU është pjesë e një game të gjerë të familjes 9-bitësh MC08S8. 9S08AW MCU përmban një funksion të ndërprerjes në kohë reale (RTI), ju mund të arrini shumë funksione vetë-testimi. Figura 2 përshkruan funksionin RTI. Në krye të figurës, dhe regjistri i kontrollit të statusit të ndërprerjeve në kohë reale (SRTISC) përfshin 3 - Zgjedhja e vonesës së ndërprerjes në kohë reale (RTIS) - Vendosni intervalin periodik të ndërprerjeve të CPU. Hapësira mund të ndryshojë nga 8 ms deri në 1.04 sekonda. Ndërprerje e integruar nga oshilatori RC 1-KHz, i pavarur nga ora e CPU.
Figura 2: Përdorni shkallën e lirë të quajtur funksioni i ndërprerjes në kohë reale (RTI) kur fillon një program shërbimi ndërprerës, një sistem për të kontrolluar nëse ekziston një dështim i përcaktuar nga IEC-60730.
Funksioni i vetë-testimit zbatohet në rutinën e shërbimit të ndërprerjes së gjeneruar nga RTI (ISR) në. Për shembull, ISR mund të kontrollojë vlerën e PC gjatë çdo përsëritjeje. Nëse PC mbetet i pandryshuar në tre përsëritje të njëpasnjëshme, ISR mund të marrë kartën MCU dhe të marrë masa paraprake në ciklin e softuerit.
RTI gjithashtu lejon ISR të monitorojë frekuencën e orës. ISR thjesht përdor një kohë integrimi për të marrë një vulë kohore në çdo shërbim të ndërprerjes dhe për të verifikuar që çdo lexim i njëpasnjëshëm është i vlefshëm. Më tej, i implementuar në çip me funksionalitetin e integruar të gjeneratorit të orës së brendshme, testi mund të jetë i ngadaltë ose i shpejtë, ose humbja e orës së CPU-së. ISR aktivizon bllokimin RTI dhe mund të monitorojë regjistrat e funksionit të zbulimit të humbjes së orës.
Freescale mbështet një sërë veçorish të ndryshme të orientuara nga siguria, duke përfshirë metodën për të kontrolluar saktësinë e kujtesës. Përveç kësaj, kompania gjithashtu mbështet serinë 16-bit DSC MC56Fx me veçori të përqendruara në IEC-60730.
Në të gjithë arkitekturën MCU IEC 60730 Në të njëjtën kohë, Renesas MCU në terren mund të ketë arkitekturat më të gjera të ndryshme, kryesisht për shkak se kompania shet është një MCU tradicionale e mëparshme Hitachi, Mitsubishi dhe NEC. Biznesi i mikroelektronikës. Sidoqoftë, kompania ka një veçori shumë të qëndrueshme të pajtueshmërisë së sigurisë në të gjithë portofolin e produktit.
Timer roje (WDT) është një komponent kyç në shumicën e rasteve përdorimi i standardeve të sigurisë janë përmbushur. Renesas mature 8 dhe 16 R8C, M16C, 8 dhe 16 bit 32-bit të familjes H8 dhe SuperH MCU të arritura pavarësisht nga burimi i orës së CPU-së WDT.
Renesas vazhdon të mbajë mbështetje solide WDT për seritë më të reja 16-bit dhe 32-bit RL78 MCU RX të familjes. Përveç kësaj, kompania me kalimin e kohës ka shtuar funksione të tjera në harduer. Për shembull, prezantimi i bllokut të llogaritjes M16C CRC (Cyclic Redundancy Check), i cili është i pavarur nga funksionimi i CPU. CRC mund të përdoret për të zbuluar gabimet e komunikimit dhe kujtesës.
Seritë RL78 dhe RX gjithashtu mbështesin CRC dhe shtojnë veçori të tjera. Për shembull, RL78 duke përfshirë zbulimin e barazisë së RAM-it, funksioni i kontrollit të hyrjes në kujtesë cakton funksionet e frekuencës së orës dhe monitorimit. RX përfshin një seri të ngjashme funksionesh vetëdiagnostike dhe funksionin e konvertuesit të të dhënave.
Dizajni i sigurisë Nëse kërkesat tuaja të ardhshme të projektimit për të siguruar një metodë të gjendjes së defektit të daljes së sigurt, sigurohuni që të keni parasysh se si furnizuesit MCU duhet të pajtohen me standardin IEC-60730. Në fakt, të gjithë shitësit e MCU kanë miratuar politikën IEC-60730, zgjidhni MCU me një funksion të pajtueshmërisë së sigurisë së harduerit mund të zvogëlojë faturën e materialeve të sistemit, duke rezultuar në kosto, fuqi dhe avantazhe të performancës. Përveç kësaj, shitësit MCU zakonisht ofrojnë kodin e mostrës për të përmbushur kërkesat e IEC-60730, kodi do të përshpejtojë shumë produktin tuaj përfundimtar të krijuar për t'i bërë ballë të sigurt kodit të defektit ose harduerit të sistemit.
Produkti ynë të tjera:
