Залучений до роботи в команді розробників різноманітного споживчого обладнання, яка стикається з проблемою відповідності відповідним стандартам безпеки, включаючи європейські норми IEC 60730. Більшість компаній хочуть розробляти продукти для глобального ринку, тому команда дизайнерів зазвичай відповідає за виконання найсуворіших світових стандартів для дизайну всього обладнання. Звичайно, ви можете використовувати будь-який мікроконтролер (MCU) і відповідні продукти, сумісні з розробкою IC. Однак все більше число MCU включає специфічні для апаратного забезпечення функції без необхідності в зовнішніх компонентах для досягнення відповідності. Давайте подивимося, чи потрібна вам відповідність вимогам безпеки, а також деякі, призначені для того, щоб прокласти шлях для відповідності MCU.
Зокрема, стандарти IEC 60730-1 вирішують використання систем керування на основі MCU, що базуються на Додатку H цієї специфікації. Більшість побутових електроприладів, таких як пральні машини, холодильники та подібні вироби, належать до класу B. Метою цього стандарту є гарантувати, що збій системи не призведе до небезпечної роботи пристрою. Наприклад, несправність системи не повинна викликати небезпечну температуру, яка може зашкодити оператору або викликати пожежу.
Також зауважте, що концепція стандарту IEC 60730 і технологія, яка буде обговорена тут, можуть застосовуватися за межами додатків споживчих пристроїв. Насправді, багато типів вбудованих систем (не обов’язково підпадають під управління нормативними стандартами) повинні захищати від збою системи.
Зазвичай у системах на основі MCU відповідність стандарту IEC-60730 залежить від коду програми, доданого до мікропрограми. Однак для того, щоб убезпечити центр MCU апаратні функції можна спростити, виключивши зовнішні компоненти, розробку мікропрограми, підвищивши продуктивність і знизивши витрати.
Методи відповідності Є три основні способи проектування систем на основі MCU відповідно до стандартів IEC 60730. Найбільш складна архітектура, що використовує так званий двоканальний, подвійний паралельний MCU і схему керування, а також функцію порівняння, гарантує, що два канали дають однакові результати. Однак цей метод, як правило, вважається занадто дорогим для споживчого ринку. Потім ми вирішили обмежити вартість двох одноканальних методів. Ви можете протестувати систему під час виготовлення продукту, щоб запобігти збою у досягненні відповідності. У минулому зазвичай вибирали виробничий метод випробування, це найпростіша і найдешевша альтернатива. Сьогодні все більше виробників продукції вирішують додавати регулярну функцію самотестування, щоб гарантувати, що продукт не виходить з ладу в польових умовах, саме на цьому підході ми зосередимося тут.
Фактична аутентифікація безпеки виконується на термінальному апараті, але потенційні збої в Додатку H застосовуються до MCU. Насправді, аксесуари включають детальний список внутрішніх елементів MCU, і пов'язані з ними поломки повинні бути перевірені на регулярній самоперевірці, а також легкість в якійсь мірі. Наприклад, регістр самотестування повинен бути виявлений на карті або значення несправності програмного лічильника (ПК), виявлення помилки однобітової пам'яті та виявлення некоректної операції переривання - в тому числі переривання не відбувається, переривання відбувається занадто часто . Додаткові елементи для усунення несправності зв'язку та правильної роботи годинника, послідовність операцій.
Приклади пральної машини Тепер розглянемо MCU (зокрема, зазвичай іменований контролером цифрових сигналів (DSC) підтримується DSP MCU) Деякі приклади того, як спростити відповідність. На малюнку 1 зображена блок-схема конструкції на основі пральної машини Texas Instruments (TI) DSC. Ця діаграма відноситься до ЦИВ із фіксованою точкою серії TMS320C24x, TMS320F282x, призначених для DSC та TMS320F2802x / 2806x Piccolo, серії DSC з фіксованою та плаваючою комою. Усі вони покладаються на ядра DSC 32 TI C2000, які можна обробляти в одній конструкції процесора DSP (в основному керування двигуном) та задачі керування системою. Це може бути, але в будь-якому випадку елементи DSC IEC-60730 C2000 записуються на окремому MCU в поєднанні з системним контролером в DSC.
Малюнок 1: DSC TI C2000 серії досягає незалежних годинників та інших функцій, для спрощення конструкції системи відповідає стандарту IEC-60730.
TI DSC надає кілька елементів для підтримки відповідності. Наприклад, генератор мікросхеми мікросхеми містить подвійний. Керування основним MCU та операційними системами. Другий раз можна використовувати як контрольну групу, періодично виконувану незалежно від реалізованого самотестування. IC додатково містить схему моніторингу, яка контролює напругу живлення, що може викликати несправність, описану в стандарті. Крім того, DSC також включає регістр захисту від запису.
Звичайно, для багатьох програм не потрібні можливості обробки 32-розрядних пристроїв, які надаються DSC. На щастя, постачальники MCU пропонують стандартну функцію IEC-60730 для традиційних сімейств 8-розрядних і 16-розрядних мікроконтроллерів.
Переривання в режимі реального часу Freescale Наприклад, Freescale підтримує ці функції на своєму MCU MC9S08AWx, MCU є частиною широкого діапазону 9-розрядного сімейства MC08S8. 9S08AW MCU містить функцію переривання в реальному часі (RTI), ви можете досягти багатьох функцій самотестування. На малюнку 2 зображена функція RTI. У верхній частині малюнка регістр управління статусом переривань у реальному часі (SRTISC) містить 3 – вибір затримки переривань у реальному часі (RTIS) – Встановити інтервал періодичних переривань ЦП. Інтервал може варіюватися від 8 мс до 1.04 секунди. Інтегроване переривання від RC-генератора 1 кГц, незалежно від тактової частоти ЦП.
Малюнок 2: Використовуйте Freescale, що називається функцією переривання в реальному часі (RTI), як запуск програми обслуговування переривань, система для перевірки наявності збою, визначеного IEC-60730.
Функція самотестування реалізована в програмі обслуговування переривань, що генерується RTI (ISR). Наприклад, ISR може перевіряти значення ПК під час кожної ітерації. Якщо ПК залишається незмінним протягом трьох послідовних ітерацій, ISR може прийняти плату MCU і вжити заходів обережності в циклі програмного забезпечення.
RTI також дозволяє ISR контролювати тактову частоту. ISR просто використовує час інтеграції, щоб отримати відмітку часу на кожній службі переривань і перевірити, що кожне наступне зчитування є дійсним. Крім того, реалізований на чіпі з вбудованою функцією внутрішнього генератора тактової частоти, тест може бути повільним або швидким, або втрата тактової частоти ЦП. ISR активує блокування RTI і може контролювати регістри функції виявлення втрати тактового сигналу.
Freescale підтримує ряд різних функцій, орієнтованих на безпеку, включаючи метод перевірки точності пам'яті. Крім того, компанія також підтримує 16-розрядну серію DSC MC56Fx з функціями, орієнтованими на IEC-60730.
По всій архітектурі MCU IEC 60730 У той же час, Renesas MCU в цій галузі може мати найбільш широку з різних архітектур, головним чином тому, що компанія продає колишні традиційні MCU Hitachi, Mitsubishi і NEC. Бізнес мікроелектроніки. Однак компанія має дуже послідовні функції відповідності вимогам безпеки в усьому портфелі продуктів.
Сторожовий таймер (WDT) є ключовим компонентом, у більшості випадків дотримання стандартів безпеки. Renesas зрілі 8 і 16 R8C, M16C, 8 і 16 біт сімейства 32-біт H8 і SuperH MCU досягнуто незалежно від джерела тактової частоти процесора WDT.
Renesas продовжує підтримувати надійну підтримку WDT нових 16-розрядних і 32-розрядних RL78 MCU сімейства RX. Крім того, з часом компанія додала інші функції в апаратному забезпеченні. Наприклад, введення блоку обчислень M16C CRC (Cyclic Redundancy Check), який не залежить від роботи ЦП. CRC можна використовувати для виявлення помилок зв'язку та пам'яті.
Серії RL78 і RX також підтримують CRC і додають інші функції. Наприклад, RL78, включаючи визначення парності RAM, функція контролю доступу до пам'яті встановлює тактову частоту та функції моніторингу. RX включає в себе подібну серію функцій самодіагностики та функції перетворювача даних.
Конструкція безпеки Якщо ваші наступні вимоги до проектування забезпечують безпечний метод несправності виходу, не забудьте розглянути, як постачальники MCU відповідають стандарту IEC-60730. Фактично, всі постачальники MCU прийняли політику IEC-60730, вибравши MCU з функцією відповідності апаратній безпеці, можна зменшити комплект матеріалів системи, що призведе до переваг у вартості, потужності та продуктивності. Крім того, постачальники MCU зазвичай надають зразок коду, щоб відповідати вимогам IEC-60730, код значно прискорить ваш кінцевий продукт, розроблений для безпечної протидії коду несправності або системному апаратному забезпеченню.
Наш інший продукт:
