Angajat într-o varietate de echipe de proiectare a echipamentelor de consum, care se confruntă cu provocarea de a îndeplini standardele relevante de siguranță, inclusiv normele europene IEC 60730. Majoritatea companiilor doresc să proiecteze produse pentru piața globală, astfel încât echipa de proiectare este de obicei responsabilă pentru îndeplinirea celor mai stricte standarde la nivel mondial pentru proiectarea tuturor echipamentelor. Desigur, puteți utiliza orice microcontroler (MCU) și produsele compatibile cu dezvoltarea IC de suport corespunzătoare. Cu toate acestea, un număr tot mai mare de MCU include funcții specifice hardware fără a fi nevoie de componente externe pentru a atinge conformitatea. Să vedem dacă aveți nevoie de conformitate cu securitatea, precum și de unele concepute pentru a deschide calea pentru conformitatea MCU.
Mai exact, standardele IEC 60730-1 rezolvă utilizarea sistemelor de control bazate pe MCU, bazate în Anexa H la această specificație. Majoritatea aparatelor electrice de larg consum, cum ar fi mașinile de spălat, frigiderele și produsele similare aparțin clasei B. Scopul acestui standard este de a se asigura că defecțiunea sistemului nu va cauza funcționarea nesigură a dispozitivului. De exemplu, defecțiunea sistemului nu ar trebui să provoace o temperatură nesigură, care poate dăuna operatorului sau poate provoca un incendiu.
De asemenea, rețineți că conceptul din spatele IEC 60730 și tehnologia va fi discutat aici poate fi aplicat în afara aplicațiilor dispozitivelor de consum. De fapt, multe tipuri de sisteme încorporate (nu neapărat supuse managementului standardelor de reglementare) trebuie să se protejeze împotriva defecțiunilor sistemului.
De obicei, în sistemele bazate pe MCU, conformitatea IEC-60730 depinde de codul aplicației dvs. adăugat la firmware. Cu toate acestea, pentru a securiza centrul hardware-ului MCU, funcțiile pot fi simplificate prin eliminarea componentelor externe de dezvoltare a firmware-ului, îmbunătățirea performanței și reducerea costurilor.
Metode de conformitate Există trei moduri principale de a proiecta sisteme bazate pe MCU în conformitate cu standardele IEC 60730. Cea mai complexă arhitectură care utilizează așa-numitul MCU dual-canal, dual în paralel și un circuit de control și având o funcție de comparație, asigură că cele două canale produc aceleași rezultate. Cu toate acestea, această metodă este în general considerată prea scumpă pentru piața de consum. Apoi, am ales să limităm costul celor două metode cu un singur canal. Puteți testa sistemul în momentul fabricării produsului pentru a preveni nerespectarea conformității. În trecut, se alege de obicei metoda de testare a producției, este cea mai simplă și mai ieftină alternativă. Astăzi, un număr tot mai mare de producători de produse aleg să adauge o funcție obișnuită de auto-test pentru a se asigura că produsul nu eșuează în teren, aceasta este abordarea pe care ne vom concentra aici.
Autentificarea de securitate reală este efectuată pe aparatul terminal, dar potențialele defecțiuni din Anexa H sunt aplicate MCU. De fapt, accesoriile includ o listă detaliată a elementelor interne ale MCU și defecțiunea asociată trebuie testată într-un autotest regulat, iar ușurința într-un fel. De exemplu, registrul de autotest trebuie detectat în card sau în valoarea contorului de program (PC) a erorii, detectarea erorilor de memorie pe un singur bit și detectează funcționarea incorectă a întreruperii - inclusiv întreruperea nu are loc, întreruperea are loc prea frecvent . Elemente suplimentare pentru a rezolva eșecul de comunicare și a corecta funcționarea ceasului de sincronizare, secvența de funcționare.
Exemple de mașină de spălat Acum să ne uităm la MCU (în special, denumit în mod obișnuit controlerul de semnal digital (DSC) este acceptat de DSP MCU) Câteva exemple despre cum să simplificați conformitatea. Figura 1 prezintă o diagramă bloc a unui design bazat pe mașina de spălat DSC Texas Instruments (TI). Această diagramă se aplică pentru seria DSC în virgulă fixă TMS320C24x, seria DSC desemnată TMS320F282x și seria TMS320F2802x / 2806x Piccolo de DSC în virgulă fixă și flotantă. Toate se bazează pe nucleele DSC 32 TI C2000, care pot fi procesate într-un singur design de procesor DSP (în principal controlul motorului) și sarcini de control al sistemului. Poate fi, dar în orice caz, elementele DSC IEC-60730 C2000 sunt capturate pe un MCU separat în combinație cu controlerul de sistem din DSC.
Figura 1: Seria DSC TI C2000 realizează un ceas independent și alte funcții, pentru a simplifica proiectarea sistemului conform standardului IEC-60730.
TI DSC oferă mai multe elemente pentru a sprijini conformitatea. De exemplu, oscilatorul cip IC cuprinde un dublu. Conducerea unui MCU principal și a sistemelor de operare. A doua oară poate fi folosită ca grup de control efectuat periodic independent de autotestul implementat. IC mai cuprinde un circuit de monitor care monitorizează tensiunea de alimentare, ceea ce poate cauza defecțiuni descrise în standard. În plus, DSC include și registru de protecție la scriere.
Desigur, multe aplicații nu necesită capabilități de procesare a dispozitivelor pe 32 de biți oferite de DSC. Din fericire, furnizorii de MCU oferă în conformitate cu caracteristica standard IEC-60730 pe familiile tradiționale de MCU pe 8 și 16 biți.
Întreruperea în timp real Freescale De exemplu, Freescale acceptă aceste funcții pe MCU-ul lor MC9S08AWx, MCU-ul face parte dintr-o gamă largă de familie MC9S08 pe 8 biți. 9S08AW MCU conține o funcție de întrerupere în timp real (RTI), puteți realiza o mulțime de funcții de auto-test. Figura 2 ilustrează funcția RTI. În partea de sus a figurii, și registrul de control al stării de întrerupere în timp real (SRTISC) cuprinde 3 - Selectarea întârzierii întreruperii în timp real (RTIS) - Setați intervalul de întrerupere periodică a CPU. Spațierea poate varia între 8 ms și 1.04 secunde. Întreruperea integrată de la oscilatorul RC de 1 KHz, independent de ceasul CPU.
Figura 2: Folosiți Freescale numită funcția de întrerupere în timp real (RTI) când pornește un program de întrerupere, un sistem pentru a verifica dacă este prezentă o defecțiune definită de IEC-60730.
Funcția de autotestare este implementată în rutina de serviciu de întrerupere (ISR) generată de RTI în. De exemplu, ISR poate verifica valoarea PC-ului în timpul fiecărei iterații. Dacă PC-ul rămâne neschimbat la trei iterații succesive, ISR-ul poate prelua cardul MCU și poate lua măsuri de precauție în ciclul software.
RTI permite, de asemenea, să monitorizeze ISR frecvența ceasului. ISR folosește doar un timp de integrare pentru a lua o ștampilă de timp pentru fiecare serviciu de întrerupere și pentru a verifica dacă fiecare citire succesivă este validă. În plus, implementat pe cip cu funcționalitate încorporată generator de ceas intern, testul poate fi lent sau rapid, sau pierderea ceasului CPU. ISR a activat blocarea RTI și poate monitoriza registrele funcției de detectare a pierderii ceasului.
Freescale acceptă o serie de caracteristici diferite orientate spre securitate, inclusiv metoda de verificare a acurateței memoriei. În plus, compania acceptă și seria DSC MC16Fx pe 56 biți cu caracteristici centrate pe IEC-60730.
Arhitectura MCU IEC 60730 În același timp, MCU Renesas din domeniu poate avea cea mai extinsă dintre diferitele arhitecturi, în principal pentru că compania vinde este un fost MCU tradițional Hitachi, Mitsubishi și NEC. Afaceri cu microelectronică. Cu toate acestea, compania are caracteristici de conformitate foarte consistente în domeniul securității în portofoliul de produse.
Timer-ul de supraveghere (WDT) este o componentă cheie, în majoritatea cazurilor, utilizarea standardelor de siguranță este îndeplinită. Renesas matur 8 și 16 R8C, M16C, 8 și 16 biți familia H32 de 8 de biți și SuperH MCU realizat independent de sursa de ceas CPU WDT.
Renesas continuă să mențină un suport WDT solid pentru noua serie RX din familia MCU RL16 pe 32 și 78 de biți. În plus, compania a adăugat de-a lungul timpului și alte funcții în hardware. De exemplu, introducerea blocului de calcul M16C CRC (Cyclic Redundancy Check), care este independent de funcționarea CPU. CRC poate fi folosit pentru a detecta erori de comunicare și memorie.
Seria RL78 și RX acceptă, de asemenea, CRC și adaugă alte caracteristici. De exemplu, RL78, inclusiv detectarea parității RAM, funcția de control al accesului la memorie setează frecvența ceasului și funcțiile de monitorizare. RX include o serie similară de funcție de autodiagnosticare și funcția de convertor de date.
Proiectare de securitate Dacă următoarele cerințe de proiectare pentru a asigura o metodă de stare de eroare de ieșire în siguranță, asigurați-vă că luați în considerare modul în care furnizorii de MCU să se conformeze standardului IEC-60730. De fapt, toți furnizorii de MCU au adoptat politica IEC-60730, selectați MCU cu o funcție de conformitate cu securitatea hardware poate reduce factura de materiale a sistemului, rezultând avantaje de cost, putere și performanță. În plus, furnizorii de MCU oferă de obicei cod eșantion pentru a îndeplini cerințele IEC-60730, codul va accelera foarte mult produsul dvs. final conceput pentru a rezista în siguranță codului de eroare sau hardware-ului sistemului.
alt produs nostru:
