Συμμετέχοντας σε μια ποικιλία καταναλωτικού εξοπλισμού ομάδα σχεδιασμού εξοπλισμού αντιμετώπισε την πρόκληση να ανταποκριθεί στα σχετικά πρότυπα ασφαλείας, συμπεριλαμβανομένων των ευρωπαϊκών προτύπων IEC 60730. Οι περισσότερες εταιρείες θέλουν να σχεδιάζουν προϊόντα για την παγκόσμια αγορά, επομένως η ομάδα σχεδιασμού είναι συνήθως υπεύθυνη για την τήρηση των πιο αυστηρών παγκόσμιων προτύπων για το σχεδιασμό όλου του εξοπλισμού. Μπορείτε φυσικά να χρησιμοποιήσετε οποιονδήποτε μικροελεγκτή (MCU) και τα αντίστοιχα προϊόντα που είναι συμβατά με την ανάπτυξη IC. Ωστόσο, ένας αυξανόμενος αριθμός MCU περιλαμβάνει λειτουργίες ειδικές για το υλικό χωρίς την ανάγκη εξωτερικών στοιχείων για την επίτευξη συμμόρφωσης. Ας δούμε αν χρειάζεστε συμμόρφωση με την ασφάλεια, καθώς και κάποια που έχουν σχεδιαστεί για να ανοίξουν το δρόμο για τη συμμόρφωση του MCU.
Συγκεκριμένα, τα πρότυπα IEC 60730-1 επιλύουν τη χρήση συστημάτων ελέγχου που βασίζονται σε MCU που βασίζονται στο Παράρτημα Η της παρούσας προδιαγραφής. Οι περισσότερες καταναλωτικές ηλεκτρικές συσκευές όπως πλυντήρια ρούχων, ψυγεία και παρόμοια προϊόντα ανήκουν στην Κλάση Β. Ο σκοπός αυτού του προτύπου είναι να διασφαλίσει ότι η βλάβη του συστήματος δεν θα προκαλέσει την μη ασφαλή λειτουργία της συσκευής. Για παράδειγμα, η αστοχία του συστήματος δεν πρέπει να προκαλεί μη ασφαλή θερμοκρασία, η οποία μπορεί να βλάψει τον χειριστή ή να προκαλέσει πυρκαγιά.
Σημειώστε επίσης ότι η ιδέα πίσω από το IEC 60730 και η τεχνολογία που θα συζητηθεί εδώ μπορεί να εφαρμοστεί εκτός των εφαρμογών συσκευών καταναλωτή. Στην πραγματικότητα, πολλοί τύποι ενσωματωμένων συστημάτων (δεν υπόκεινται απαραίτητα στη διαχείριση ρυθμιστικών προτύπων) πρέπει να προστατεύονται από αστοχία του συστήματος.
Συνήθως σε συστήματα που βασίζονται σε MCU, η συμμόρφωση με το IEC-60730 εξαρτάται από τον κωδικό της εφαρμογής σας που προστίθεται στο υλικολογισμικό. Ωστόσο, προκειμένου να διασφαλιστεί το κέντρο του MCU, οι λειτουργίες υλικού μπορούν να απλοποιηθούν με την εξάλειψη της ανάπτυξης υλικολογισμικού εξωτερικών στοιχείων, τη βελτίωση της απόδοσης και τη μείωση του κόστους.
Μέθοδοι συμμόρφωσης Υπάρχουν τρεις κύριοι τρόποι σχεδιασμού συστημάτων που βασίζονται σε MCU σύμφωνα με τα πρότυπα IEC 60730. Η πιο πολύπλοκη αρχιτεκτονική που χρησιμοποιεί ένα λεγόμενο dual-channel, dual MCU παράλληλα και ένα κύκλωμα ελέγχου, και έχοντας μια λειτουργία σύγκρισης, διασφαλίζει ότι τα δύο κανάλια παράγουν τα ίδια αποτελέσματα. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος θεωρείται γενικά πολύ ακριβή για την καταναλωτική αγορά. Στη συνέχεια, επιλέξαμε να περιορίσουμε το κόστος των δύο μεθόδων μονού καναλιού. Μπορείτε να δοκιμάσετε το σύστημα τη στιγμή της κατασκευής του προϊόντος, προκειμένου να αποφευχθεί η αποτυχία επίτευξης συμμόρφωσης. Στο παρελθόν, συνήθως επιλέγεται η μέθοδος δοκιμής κατασκευής, είναι η απλούστερη και φθηνότερη εναλλακτική λύση. Σήμερα, ένας αυξανόμενος αριθμός κατασκευαστών προϊόντων επιλέγει να προσθέσει λειτουργία κανονικού αυτοδιαγνωστικού ελέγχου για να διασφαλίσει ότι το προϊόν δεν αποτυγχάνει στο πεδίο, αυτή είναι η προσέγγιση στην οποία θα επικεντρωθούμε εδώ.
Ο πραγματικός έλεγχος ταυτότητας ασφαλείας εκτελείται στη συσκευή τερματικού, αλλά οι πιθανές αστοχίες στο Παράρτημα Η εφαρμόζονται στο MCU. Στην πραγματικότητα, τα αξεσουάρ περιλαμβάνουν μια λεπτομερή λίστα εσωτερικών στοιχείων του MCU και η σχετική αστοχία πρέπει να ελεγχθεί σε κανονικό αυτοέλεγχο και η ευκολία κατά κάποιο τρόπο. Για παράδειγμα, ο καταχωρητής αυτοελέγχου πρέπει να ανιχνευθεί στην κάρτα ή στην τιμή του μετρητή προγράμματος (PC) του σφάλματος, ανίχνευση σφαλμάτων μνήμης ενός bit και ανιχνεύει λανθασμένη λειτουργία διακοπής - συμπεριλαμβανομένης της διακοπής δεν συμβαίνει, η διακοπή εμφανίζεται πολύ συχνά . Πρόσθετα στοιχεία για την επίλυση της αποτυχίας επικοινωνίας και τη σωστή λειτουργία του ρολογιού χρονισμού, η ακολουθία λειτουργίας.
Παραδείγματα πλυντηρίου ρούχων Τώρα ας δούμε το MCU (συγκεκριμένα, που συνήθως αναφέρεται ως ελεγκτής ψηφιακού σήματος (DSC) υποστηρίζεται από το DSP MCU) Μερικά παραδείγματα για τον τρόπο απλοποίησης της συμμόρφωσης. Το σχήμα 1 απεικονίζει ένα μπλοκ διάγραμμα ενός σχεδίου που βασίζεται στο πλυντήριο ρούχων Texas Instruments (TI) DSC. Αυτό το διάγραμμα ισχύει για τη σειρά DSC σταθερού σημείου TMS320C24x, τη σειρά TMS320F282x με χαρακτηριστική σειρά DSC και τη σειρά TMS320F2802x / 2806x Piccolo σταθερής και κινητής υποδιαστολής DSC. Όλα βασίζονται στους πυρήνες DSC 32 TI C2000, οι οποίοι μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία σε έναν ενιαίο σχεδιασμό επεξεργαστή DSP (κυρίως έλεγχος κινητήρα) και εργασίες ελέγχου συστήματος. Μπορεί, αλλά σε κάθε περίπτωση, το στοιχείο IEC-60730 C2000 DSC καταγράφεται σε ξεχωριστό MCU σε συνδυασμό με τον ελεγκτή συστήματος στο DSC.
Εικόνα 1: Η σειρά DSC TI C2000 επιτυγχάνει ανεξάρτητες λειτουργίες ρολογιού και άλλες λειτουργίες, για να απλοποιήσει τη σχεδίαση του συστήματος σύμφωνα με το πρότυπο IEC-60730.
Το TI DSC παρέχει διάφορα στοιχεία για την υποστήριξη της συμμόρφωσης. Για παράδειγμα, ο ταλαντωτής τσιπ IC περιλαμβάνει ένα διπλό. Οδήγηση ενός κύριου MCU και λειτουργικών συστημάτων. Η δεύτερη φορά μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ομάδα ελέγχου που εκτελείται περιοδικά ανεξάρτητα από τον αυτοέλεγχο που εφαρμόζεται. Το IC περιλαμβάνει επιπλέον ένα κύκλωμα οθόνης που παρακολουθεί την τάση τροφοδοσίας, η οποία μπορεί να προκαλέσει δυσλειτουργία που περιγράφεται στο πρότυπο. Επιπλέον, το DSC περιλαμβάνει επίσης μητρώο προστασίας εγγραφής.
Φυσικά, πολλές εφαρμογές δεν απαιτούν δυνατότητες επεξεργασίας συσκευών 32-bit που παρέχονται από την DSC. Ευτυχώς, οι πωλητές MCU προσφέρουν σύμφωνα με το τυπικό χαρακτηριστικό IEC-60730 στις παραδοσιακές οικογένειες MCU 8-bit και 16-bit.
Διακοπή σε πραγματικό χρόνο Freescale Για παράδειγμα, το Freescale υποστηρίζει αυτές τις λειτουργίες στο MCU MC9S08AWx, το MCU αποτελεί μέρος μιας ευρείας σειράς οικογένειας 9-bit MC08S8. Το 9S08AW MCU περιέχει μια λειτουργία διακοπής σε πραγματικό χρόνο (RTI), μπορείτε να επιτύχετε πολλές λειτουργίες αυτοδιαγνωστικού ελέγχου. Το σχήμα 2 απεικονίζει τη λειτουργία RTI. Στο επάνω μέρος του σχήματος, και ο καταχωρητής ελέγχου κατάστασης διακοπής σε πραγματικό χρόνο (Το SRTISC) περιλαμβάνει 3 - Επιλογή καθυστέρησης διακοπής σε πραγματικό χρόνο (το RTIS) - Ρύθμιση του διαστήματος διακοπής της CPU περιοδικά. Η απόσταση μπορεί να κυμαίνεται από 8 ms έως 1.04 δευτερόλεπτα. Ενσωματωμένη διακοπή από ταλαντωτή RC 1-KHz, ανεξάρτητα από το ρολόι της CPU.
Εικόνα 2: Χρησιμοποιήστε την ελεύθερη κλίμακα που ονομάζεται λειτουργία διακοπής σε πραγματικό χρόνο (RTI) καθώς ξεκινά ένα πρόγραμμα υπηρεσίας διακοπής, ένα σύστημα για τον έλεγχο εάν υπάρχει μια αστοχία που ορίζεται από το IEC-60730.
Η λειτουργία αυτοδιαγνωστικού ελέγχου υλοποιείται στη ρουτίνα υπηρεσίας διακοπής που δημιουργείται από RTI (ISR) στο. Για παράδειγμα, το ISR μπορεί να ελέγξει την τιμή του υπολογιστή κατά τη διάρκεια κάθε επανάληψης. Εάν ο υπολογιστής παραμένει αμετάβλητος σε τρεις διαδοχικές επαναλήψεις, το ISR μπορεί να αναλάβει την κάρτα MCU και να λάβει προφυλάξεις στον κύκλο λογισμικού.
Το RTI επιτρέπει επίσης το ISR να παρακολουθεί τη συχνότητα ρολογιού. Το ISR χρησιμοποιεί απλώς έναν χρόνο ενσωμάτωσης για να λαμβάνει μια χρονική σήμανση σε κάθε υπηρεσία διακοπής και να επαληθεύει ότι κάθε διαδοχική ένδειξη είναι έγκυρη. Επιπλέον, με την ενσωματωμένη λειτουργία εσωτερικής γεννήτριας ρολογιού, η δοκιμή μπορεί να είναι αργή ή γρήγορη ή απώλεια του ρολογιού της CPU. Το ISR ενεργοποιεί το κλείδωμα RTI και μπορεί να παρακολουθεί τους καταχωρητές λειτουργίας ανίχνευσης απώλειας ρολογιού.
Το Freescale υποστηρίζει μια σειρά από διαφορετικές λειτουργίες προσανατολισμένες στην ασφάλεια, συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου ελέγχου της ακρίβειας της μνήμης. Επιπλέον, η εταιρεία υποστηρίζει επίσης τη σειρά 16-bit DSC MC56Fx με χαρακτηριστικά IEC-60730.
Σε όλη την αρχιτεκτονική MCU IEC 60730 Ταυτόχρονα, η Renesas MCU στο πεδίο μπορεί να έχει την πιο εκτεταμένη από τις διαφορετικές αρχιτεκτονικές, κυρίως επειδή η εταιρεία πουλάει ένα πρώην παραδοσιακό MCU της Hitachi, της Mitsubishi και της NEC. Επιχείρηση μικροηλεκτρονικών. Ωστόσο, η εταιρεία διαθέτει πολύ συνεπή χαρακτηριστικά συμμόρφωσης ασφαλείας σε όλο το χαρτοφυλάκιο προϊόντων.
Ο χρονοδιακόπτης παρακολούθησης (WDT) είναι βασικό εξάρτημα στις περισσότερες περιπτώσεις η χρήση των προτύπων ασφαλείας πληρούνται. Οι Renesas ώριμες 8 και 16 R8C, M16C, 8 και 16 bit 32-bit H8 οικογένειας και SuperH MCU επιτεύχθηκε ανεξάρτητα από την πηγή ρολογιού της CPU WDT.
Η Renesas συνεχίζει να διατηρεί σταθερή υποστήριξη WDT τη νεότερη σειρά RX της οικογένειας MCU RL16 32-bit και 78-bit. Επιπλέον, η εταιρεία με την πάροδο του χρόνου πρόσθεσε και άλλες λειτουργίες σε υλικό. Για παράδειγμα, η εισαγωγή του μπλοκ υπολογισμού M16C CRC (Cyclic Redundancy Check), το οποίο είναι ανεξάρτητο από τη λειτουργία της CPU. Το CRC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό σφαλμάτων επικοινωνίας και μνήμης.
Οι σειρές RL78 και RX υποστηρίζουν επίσης το CRC και προσθέτουν άλλες δυνατότητες. Για παράδειγμα, το RL78, συμπεριλαμβανομένης της ανίχνευσης ισοτιμίας RAM, η λειτουργία ελέγχου πρόσβασης στη μνήμη ρυθμίζει τη συχνότητα ρολογιού και τις λειτουργίες παρακολούθησης. Το RX περιλαμβάνει μια παρόμοια σειρά αυτοδιαγνωστικών λειτουργιών και τη λειτουργία του μετατροπέα δεδομένων.
Σχεδιασμός ασφαλείας Εάν οι επόμενες απαιτήσεις σχεδιασμού σας για να διασφαλίσετε μια μέθοδο συνθήκης ασφαλούς βλάβης εξόδου, βεβαιωθείτε ότι έχετε εξετάσει τον τρόπο με τον οποίο οι προμηθευτές MCU θα συμμορφωθούν με το πρότυπο IEC-60730. Στην πραγματικότητα, όλοι οι προμηθευτές MCU έχουν υιοθετήσει την πολιτική IEC-60730, επιλέγοντας το MCU με μια λειτουργία συμμόρφωσης με την ασφάλεια υλικού μπορεί να μειώσει τη χρέωση υλικών του συστήματος, με αποτέλεσμα πλεονεκτήματα κόστους, ισχύος και απόδοσης. Επιπλέον, οι πωλητές MCU παρέχουν συνήθως δείγμα κώδικα για να πληρούν τις απαιτήσεις του IEC-60730, ο κωδικός θα επιταχύνει σημαντικά το τελικό προϊόν σας που έχει σχεδιαστεί για να αντέχει με ασφάλεια τον κωδικό σφάλματος ή το υλικό του συστήματος.
άλλο προϊόν μας:
