Terlibat dalam pelbagai pasukan reka bentuk peralatan pengguna yang menghadapi cabaran untuk memenuhi piawaian keselamatan yang berkaitan, termasuk norma IEC 60730 Eropah. Kebanyakan syarikat ingin mereka bentuk produk untuk pasaran global, jadi pasukan reka bentuk biasanya bertanggungjawab untuk memenuhi piawaian dunia yang paling ketat untuk semua reka bentuk peralatan. Anda sudah tentu boleh menggunakan mana-mana mikropengawal (MCU) dan produk serasi pembangunan IC sokongan yang sepadan. Walau bagaimanapun, peningkatan bilangan MCU termasuk fungsi khusus perkakasan tanpa memerlukan komponen luaran untuk mencapai pematuhan. Mari lihat jika anda memerlukan pematuhan keselamatan, serta beberapa yang direka untuk membuka jalan bagi pematuhan MCU.
Secara khusus, piawaian IEC 60730-1 menyelesaikan penggunaan sistem kawalan berasaskan MCU berdasarkan Lampiran H spesifikasi ini. Kebanyakan peralatan elektrik pengguna seperti mesin basuh, peti sejuk dan produk seumpamanya tergolong dalam Kelas B. Tujuan piawaian ini adalah untuk memastikan kegagalan sistem tidak akan menyebabkan operasi peranti tidak selamat. Sebagai contoh, kegagalan sistem tidak seharusnya menyebabkan suhu tidak selamat, yang boleh membahayakan pengendali atau menyebabkan kebakaran.
Juga ambil perhatian bahawa konsep di sebalik IEC 60730 dan teknologi yang akan dibincangkan di sini boleh digunakan di luar aplikasi peranti pengguna. Sebenarnya, banyak jenis sistem terbenam (tidak semestinya tertakluk kepada pengurusan piawaian kawal selia) perlu berwaspada terhadap kegagalan sistem.
Biasanya dalam sistem berasaskan MCU, pematuhan IEC-60730 bergantung pada kod aplikasi anda yang ditambahkan pada perisian tegar. Walau bagaimanapun, untuk menjamin pusat fungsi perkakasan MCU boleh dipermudahkan dengan menghapuskan pembangunan perisian tegar komponen luaran, meningkatkan prestasi dan mengurangkan kos.
Kaedah Pematuhan Terdapat tiga cara utama untuk mereka bentuk sistem berasaskan MCU selaras dengan piawaian IEC 60730. Seni bina yang paling kompleks menggunakan apa yang dipanggil dwi-saluran, dwi MCU secara selari dan litar kawalan, dan mempunyai fungsi perbandingan, memastikan kedua-dua saluran menghasilkan keputusan yang sama. Walau bagaimanapun, kaedah ini biasanya dianggap terlalu mahal untuk pasaran pengguna. Kemudian, kami memilih untuk mengehadkan kos dua kaedah saluran tunggal. Anda boleh menguji sistem pada masa pembuatan produk untuk mengelakkan kegagalan untuk mencapai pematuhan. Pada masa lalu, kaedah ujian pembuatan biasanya dipilih, ia adalah alternatif yang paling mudah dan kos terendah. Hari ini, semakin banyak pengeluar produk memilih untuk menambah fungsi ujian kendiri biasa untuk memastikan produk tidak gagal dalam bidang, pendekatan inilah yang akan kami fokuskan di sini.
Pengesahan keselamatan sebenar dilakukan pada radas terminal, tetapi potensi kegagalan dalam Lampiran H digunakan pada MCU. Malah, aksesori termasuk senarai terperinci elemen dalaman MCU dan kegagalan yang berkaitan mesti diuji pada ujian kendiri biasa, dan kemudahan dalam beberapa cara. Sebagai contoh, daftar ujian kendiri mesti dikesan dalam kad atau nilai pembilang program (PC) kesalahan, pengesanan ralat memori bit tunggal, dan mengesan operasi gangguan yang salah - termasuk gangguan tidak berlaku, gangguan berlaku terlalu kerap. . Elemen tambahan untuk menyelesaikan kegagalan komunikasi dan operasi jam pemasaan yang betul, urutan operasi.
Contoh mesin basuh Sekarang mari kita lihat MCU (khususnya, biasanya dirujuk sebagai pengawal isyarat digital (DSC) disokong oleh MCU DSP) Beberapa contoh cara memudahkan pematuhan. Rajah 1 menggambarkan gambarajah blok reka bentuk berdasarkan mesin basuh Texas Instruments (TI) DSC. Gambar rajah ini digunakan pada siri DSC TMS320C24x titik tetap, Siri DSC yang ditetapkan TMS320F282x dan siri TMS320F2802x / 2806x Piccolo bagi DSC titik tetap dan terapung. Semua bergantung pada teras DSC 32 TI C2000, yang boleh diproses dalam reka bentuk pemproses DSP tunggal (terutamanya kawalan motor) dan tugas kawalan sistem. Ia mungkin, tetapi dalam apa jua keadaan, elemen IEC-60730 C2000 DSC ditangkap pada MCU berasingan dalam kombinasi dengan pengawal sistem dalam DSC.
Rajah 1: Siri DSC TI C2000 mencapai jam bebas dan fungsi lain, untuk memudahkan reka bentuk sistem mematuhi piawaian IEC-60730.
TI DSC menyediakan beberapa elemen untuk menyokong pematuhan. Sebagai contoh, pengayun cip IC terdiri daripada dua kali ganda. Memandu MCU utama dan sistem pengendalian. Kali kedua boleh digunakan sebagai kumpulan kawalan secara berkala dilakukan secara bebas daripada ujian kendiri yang dilaksanakan. IC seterusnya terdiri daripada litar monitor yang memantau voltan bekalan, yang boleh menyebabkan kerosakan yang diterangkan dalam piawaian. Selain itu, DSC juga termasuk daftar perlindungan tulis.
Sudah tentu, banyak aplikasi tidak memerlukan keupayaan pemprosesan peranti 32-bit yang disediakan oleh DSC. Nasib baik, vendor MCU menawarkan selaras dengan ciri standard IEC-60730 pada keluarga MCU 8-bit dan 16-bit tradisional.
Gangguan masa nyata Freescale Contohnya, Freescale menyokong fungsi ini pada MCU MC9S08AWx mereka, MCU adalah sebahagian daripada rangkaian luas keluarga 9-bit MC08S8. 9S08AW MCU mengandungi fungsi gangguan masa nyata (RTI), anda boleh mencapai banyak fungsi ujian kendiri. Rajah 2 menggambarkan fungsi RTI. Di bahagian atas angka, dan daftar kawalan status gangguan masa nyata (SRTISC) terdiri daripada 3 - Pemilihan kelewatan gangguan masa nyata (RTIS) - Tetapkan selang gangguan secara berkala CPU. Jarak mungkin berbeza antara 8 ms hingga 1.04 saat. Gangguan bersepadu daripada pengayun RC 1-KHz, bebas daripada jam CPU.
Rajah 2: Gunakan Freescale dipanggil fungsi gangguan masa nyata (RTI) semasa program perkhidmatan gangguan bermula, sistem untuk menyemak sama ada kegagalan yang ditakrifkan oleh IEC-60730 wujud.
Fungsi ujian kendiri dilaksanakan dalam rutin perkhidmatan gangguan (ISR) jana RTI dalam. Sebagai contoh, ISR boleh menyemak nilai PC semasa setiap lelaran. Jika PC kekal tidak berubah pada tiga lelaran berturut-turut, ISR boleh menggunakan kad MCU dan mengambil langkah berjaga-jaga dalam kitaran perisian.
RTI juga membenarkan ISR memantau kekerapan jam. ISR hanya menggunakan masa penyepaduan untuk mengambil cap masa pada setiap perkhidmatan gangguan dan mengesahkan bahawa setiap bacaan berturut-turut adalah sah. Selanjutnya, dilaksanakan pada cip dengan fungsi terbina dalam penjana jam dalaman, ujian boleh menjadi perlahan atau cepat, atau kehilangan jam CPU jam. ISR mengaktifkan kunci RTI dan boleh memantau daftar fungsi pengesanan kehilangan jam.
Freescale menyokong beberapa ciri berorientasikan keselamatan yang berbeza, termasuk kaedah untuk menyemak ketepatan memori. Selain itu, syarikat itu juga menyokong siri 16-bit DSC MC56Fx dengan ciri-ciri IEC-60730-centric.
Merentasi seni bina MCU IEC 60730 Pada masa yang sama, Renesas MCU dalam bidang itu mungkin mempunyai seni bina berbeza yang paling luas, terutamanya kerana syarikat itu menjual bekas Hitachi, Mitsubishi dan MCU tradisional NEC. Perniagaan mikroelektronik. Walau bagaimanapun, syarikat itu mempunyai ciri pematuhan keselamatan yang sangat konsisten di seluruh portfolio produk.
Pemasa pengawas (WDT) ialah komponen utama dalam kebanyakan kes penggunaan piawaian keselamatan dipenuhi. Renesas matang 8 dan 16 R8C, M16C, 8 dan 16 bit keluarga H32 8-bit dan SuperH MCU dicapai bebas daripada sumber jam CPU WDT.
Renesas terus mengekalkan sokongan WDT yang kukuh pada siri RX keluarga RL16 MCU 32-bit dan 78-bit yang lebih baharu. Di samping itu, syarikat itu dari masa ke masa menambah fungsi lain dalam perkakasan. Sebagai contoh, pengenalan blok pengiraan M16C CRC (Cyclic Redundancy Check), yang tidak bergantung pada operasi CPU. CRC boleh digunakan untuk mengesan ralat komunikasi dan ingatan.
Siri RL78 dan RX juga menyokong CRC dan menambah ciri lain. Sebagai contoh, RL78 termasuk pengesanan pariti RAM, fungsi kawalan akses memori menetapkan frekuensi jam dan fungsi pemantauan. RX termasuk siri fungsi diagnostik kendiri yang serupa dan fungsi penukar data.
Reka Bentuk Keselamatan Jika keperluan reka bentuk anda yang seterusnya untuk memastikan kaedah keadaan kerosakan keluar yang selamat, pastikan anda mempertimbangkan cara pembekal MCU mematuhi piawaian IEC-60730. Malah, semua vendor MCU telah menerima pakai dasar IEC-60730, pilih MCU dengan fungsi pematuhan keselamatan perkakasan boleh mengurangkan bil sistem bahan, menyebabkan kelebihan kos, kuasa dan prestasi. Di samping itu, vendor MCU biasanya menyediakan kod sampel untuk memenuhi keperluan IEC-60730, kod tersebut akan mempercepatkan produk akhir anda yang direka untuk menahan kod kerosakan atau perkakasan sistem dengan selamat.
produk kami yang lain:
