Zapojené do rôznych tímov dizajnérov spotrebiteľských zariadení, ktoré čelia výzve splniť príslušné bezpečnostné normy vrátane európskych noriem IEC 60730. Väčšina spoločností chce navrhovať produkty pre globálny trh, takže dizajnérsky tím je zvyčajne zodpovedný za splnenie najprísnejších celosvetových noriem pre dizajn všetkých zariadení. Samozrejme môžete použiť akýkoľvek mikrokontrolér (MCU) a príslušné podporné produkty kompatibilné s vývojom IC. Rastúci počet MCU však zahŕňa hardvérovo špecifické funkcie bez potreby externých komponentov na dosiahnutie súladu. Pozrime sa, či potrebujete súlad s bezpečnosťou, ako aj niektoré navrhnuté tak, aby pripravili cestu pre súlad MCU.
Konkrétne normy IEC 60730-1 riešia použitie riadiacich systémov na báze MCU založených v prílohe H tejto špecifikácie. Väčšina spotrebných elektrických spotrebičov, ako sú práčky, chladničky a podobné výrobky, patrí do triedy B. Účelom tejto normy je zabezpečiť, aby zlyhanie systému nespôsobilo nebezpečnú prevádzku zariadenia. Napríklad porucha systému by nemala spôsobiť nebezpečnú teplotu, ktorá by mohla poškodiť obsluhu alebo spôsobiť požiar.
Všimnite si tiež, že koncept IEC 60730 a technológia, o ktorej sa tu bude diskutovať, možno použiť aj mimo aplikácií spotrebiteľských zariadení. V skutočnosti mnoho typov vstavaných systémov (nemusí nevyhnutne podliehať riadeniu regulačných noriem) musí chrániť pred zlyhaním systému.
Zvyčajne v systémoch založených na MCU zhoda s IEC-60730 závisí od kódu vašej aplikácie pridaného do firmvéru. V záujme zabezpečenia centra MCU je však možné hardvérové funkcie zjednodušiť elimináciou vývoja firmvéru externých komponentov, zlepšiť výkon a znížiť náklady.
Metódy zhody Existujú tri hlavné spôsoby navrhovania systémov založených na MCU v súlade s normami IEC 60730. Najkomplexnejšia architektúra využívajúca takzvaný dvojkanálový, duálny MCU paralelne a riadiaci obvod a má porovnávaciu funkciu, zaisťuje, že dva kanály produkujú rovnaké výsledky. Táto metóda je však pre spotrebiteľský trh všeobecne považovaná za príliš drahú. Potom sme sa rozhodli obmedziť náklady na dve jednokanálové metódy. Systém môžete otestovať v čase výroby produktu, aby ste predišli zlyhaniu pri dosahovaní súladu. V minulosti sa zvyčajne volí výrobná testovacia metóda, je to najjednoduchšia a najlacnejšia alternatíva. V súčasnosti sa čoraz väčší počet výrobcov produktov rozhoduje pridať funkciu pravidelného samotestovania, aby sa zabezpečilo, že produkt nezlyhá v teréne, na tento prístup sa tu zameriame.
Skutočná bezpečnostná autentifikácia sa vykonáva na koncovom zariadení, ale potenciálne zlyhania v prílohe H sa vzťahujú na MCU. V skutočnosti príslušenstvo obsahuje podrobný zoznam vnútorných prvkov MCU a súvisiace zlyhanie je potrebné testovať na pravidelnom samoteste a jednoduchosť nejakým spôsobom. Napríklad register autotestu musí byť detekovaný na karte alebo na počítadle programu (PC) chyby, detekcia chyby jednobitovej pamäte a deteguje nesprávnu činnosť prerušenia - vrátane prerušenia nenastane, prerušenie sa vyskytuje príliš často . Dodatočné prvky na vyriešenie zlyhania komunikácie a správneho chodu časovacích hodín, postupnosti operácií.
Príklady práčky Teraz sa pozrime na MCU (konkrétne, bežne označovaný ako digitálny signálový ovládač (DSC) je podporovaný DSP MCU) Niekoľko príkladov, ako zjednodušiť súlad. Obrázok 1 znázorňuje blokovú schému konštrukcie založenej na práčke Texas Instruments (TI) DSC. Tento diagram sa vzťahuje na sériu DSC s pevnou a pohyblivou rádovou čiarkou TMS320C24x, TMS320F282x označenú sériu DSC a TMS320F2802x / 2806x Piccolo sériu DSC s pevnou a pohyblivou rádovou čiarkou. Všetky sa spoliehajú na jadrá DSC 32 TI C2000, ktoré môžu byť spracované v jednom návrhu procesora DSP (hlavne riadenie motora) a úlohy riadenia systému. Môže byť, ale v každom prípade sú prvky IEC-60730 C2000 DSC zachytené na samostatnom MCU v kombinácii so systémovým ovládačom v DSC.
Obrázok 1: Séria DSC TI C2000 dosahuje nezávislé hodiny a ďalšie funkcie, aby sa zjednodušil dizajn systému v súlade s normou IEC-60730.
TI DSC poskytuje niekoľko prvkov na podporu súladu. Napríklad IC čipový oscilátor obsahuje dvojitý. Riadenie hlavného MCU a operačných systémov. Druhý čas môže byť použitý ako kontrolná skupina periodicky vykonávaná nezávisle od implementovaného autotestu. IC ďalej obsahuje monitorovací obvod monitorujúci napájacie napätie, ktoré môže spôsobiť poruchu opísanú v norme. Okrem toho DSC obsahuje aj register ochrany proti zápisu.
Samozrejme, mnohé aplikácie nevyžadujú možnosti spracovania 32-bitových zariadení, ktoré poskytuje DSC. Našťastie dodávatelia MCU ponúkajú v súlade so štandardnou funkciou IEC-60730 tradičné 8-bitové a 16-bitové rodiny MCU.
Freescale prerušenie v reálnom čase Napríklad, Freescale podporuje tieto funkcie na ich MC9S08AWx MCU, MCU je súčasťou širokej škály MC9S08 8-bitovej rodiny. 9S08AW MCU obsahuje funkciu prerušenia v reálnom čase (RTI), môžete dosiahnuť veľa funkcií autotestu. Obrázok 2 znázorňuje funkciu RTI. V hornej časti obrázku a riadiaci register stavu prerušenia v reálnom čase (SRTISC) obsahuje 3 - Výber oneskorenia prerušenia v reálnom čase (RTIS) - Nastavenie intervalu periodických prerušení CPU. Rozstup sa môže meniť od 8 ms do 1.04 sekundy. Integrované prerušenie z 1-kHz RC oscilátora, nezávislé od hodín CPU.
Obrázok 2: Na spustenie programu služby prerušenia použite funkciu Freescale nazývanú funkciu prerušenia v reálnom čase (RTI), systém na kontrolu, či je prítomná porucha definovaná v IEC-60730.
Funkcia autotestu je implementovaná v rutine služby prerušenia generovanej RTI (ISR). Napríklad ISR môže kontrolovať hodnotu PC počas každej iterácie. Ak počítač zostane nezmenený v troch po sebe idúcich iteráciách, ISR môže prevziať kartu MCU a prijať opatrenia v softvérovom cykle.
RTI tiež umožňuje ISR monitorovať frekvenciu hodín. ISR stačí použiť integračný čas na získanie časovej pečiatky pre každú službu prerušenia a overenie platnosti každého nasledujúceho načítania. Ďalej, implementovaný na čipe so zabudovanou funkcionalitou interného generátora hodín, test môže byť pomalý alebo rýchly, alebo môže dôjsť k strate hodín CPU. ISR aktivoval zámok RTI a môže monitorovať funkcie detekcie straty hodín.
Freescale podporuje množstvo rôznych funkcií zameraných na bezpečnosť, vrátane metódy kontroly presnosti pamäte. Okrem toho spoločnosť podporuje aj 16-bitový rad DSC MC56Fx s funkciami zameranými na IEC-60730.
Naprieč architektúrou MCU IEC 60730 Zároveň MCU Renesas v tejto oblasti môže mať najrozsiahlejšiu z rôznych architektúr, hlavne preto, že spoločnosť predáva tradičné MCU Hitachi, Mitsubishi a NEC. Obchod s mikroelektronikou. Spoločnosť má však veľmi konzistentné funkcie zabezpečenia súladu s celým portfóliom produktov.
Watchdog timer (WDT) je kľúčovým komponentom, pričom vo väčšine prípadov sú splnené bezpečnostné normy. Renesas vyspelé 8 a 16 R8C, M16C, 8 a 16 bitové 32-bitové H8 rodiny a SuperH MCU dosiahli nezávisle od zdroja hodín CPU WDT.
Renesas pokračuje v udržiavaní solídnej podpory WDT novších 16-bitových a 32-bitových RL78 MCU radu RX. Okrem toho spoločnosť časom pridala ďalšie funkcie v hardvéri. Napríklad zavedenie výpočtového bloku M16C CRC (Cyclic Redundancy Check), ktorý je nezávislý od činnosti CPU. CRC možno použiť na detekciu komunikačných chýb a pamäte.
Séria RL78 a RX tiež podporuje CRC a pridáva ďalšie funkcie. Napríklad RL78 vrátane detekcie parity RAM, funkcie riadenia prístupu do pamäte nastavuje frekvenciu hodín a monitorovacie funkcie. RX obsahuje podobnú sériu samodiagnostických funkcií a funkciu prevodníka údajov.
Návrh zabezpečenia Ak vaše ďalšie požiadavky na návrh zaistia metódu bezpečného výstupu z chybového stavu, nezabudnite zvážiť, ako dodávatelia MCU vyhovujú norme IEC-60730. V skutočnosti všetci predajcovia MCU prijali politiku IEC-60730, výber MCU s funkciou zabezpečenia súladu s hardvérom môže znížiť systémové náklady na materiál, čo má za následok výhody v oblasti nákladov, energie a výkonu. Okrem toho dodávatelia MCU zvyčajne poskytujú vzorový kód na splnenie požiadaviek IEC-60730, kód výrazne urýchli váš konečný produkt navrhnutý tak, aby bezpečne odolal chybovému kódu alebo hardvéru systému.
Náš ďalší produkt:
