עוסקת במגוון צוותי עיצוב ציוד לצרכן העומדים בפני האתגר לעמוד בתקני הבטיחות הרלוונטיים, לרבות נורמות IEC 60730 האירופיות. רוב החברות רוצות לעצב מוצרים עבור השוק העולמי, ולכן צוות העיצוב אחראי בדרך כלל לעמוד בתקנים הכלל-עולמיים המחמירים ביותר עבור כל עיצוב הציוד. אתה כמובן יכול להשתמש בכל מיקרו-בקר (MCU) ובמוצרים התואמים לפיתוח IC. עם זאת, מספר הולך וגדל של MCU כולל פונקציות ספציפיות לחומרה ללא צורך ברכיבים חיצוניים כדי להשיג תאימות. בוא נראה אם אתה צריך תאימות אבטחה, כמו גם כמה שנועדו לסלול את הדרך לתאימות של MCU.
באופן ספציפי, תקני IEC 60730-1 פותרים את השימוש במערכות בקרה מבוססות MCU המבוססות בנספח H של מפרט זה. רוב מכשירי החשמל לצרכן כגון מכונות כביסה, מקררים ומוצרים דומים שייכים ל-Class B. מטרת תקן זה היא להבטיח שכשל במערכת לא יגרום לפעולה לא בטוחה של המכשיר. לדוגמה, כשל במערכת לא אמור לגרום לטמפרטורה לא בטוחה, שעלולה להזיק למפעיל או לגרום לשריפה.
כמו כן, שים לב שהרעיון מאחורי IEC 60730 והטכנולוגיה יידונו כאן ניתנים ליישום מחוץ ליישומי מכשירי הצרכן. למעשה, סוגים רבים של מערכות משובצות (לא בהכרח כפופות לניהול תקנים רגולטוריים) צריכים להגן מפני כשל במערכת.
בדרך כלל במערכות מבוססות MCU, תאימות IEC-60730 תלויה בקוד היישום שלך שנוסף לקושחה. עם זאת, על מנת לאבטח את מרכז ה-MCU ניתן לפשט את פונקציות החומרה על ידי ביטול פיתוח קושחה של רכיבים חיצוניים, לשפר את הביצועים ולהפחית עלויות.
שיטות תאימות קיימות שלוש דרכים עיקריות לתכנן מערכות מבוססות MCU בהתאם לתקני IEC 60730. הארכיטקטורה המורכבת ביותר המשתמשת במה שנקרא כפול-ערוץ, MCU כפול במקביל ומעגל בקרה, ובעלת פונקציית השוואה, מבטיחה ששני הערוצים מייצרים את אותן תוצאות. עם זאת, שיטה זו נחשבת בדרך כלל יקרה מדי עבור שוק הצרכנים. לאחר מכן, בחרנו להגביל את העלות של שתי השיטות החד-ערוץ. אתה יכול לבדוק את המערכת בזמן ייצור המוצר על מנת למנוע את הכשל בהשגת תאימות. בעבר, בדרך כלל בוחרים בשיטת בדיקת ייצור, זוהי החלופה הפשוטה והזולה ביותר. כיום, מספר הולך וגדל של יצרני מוצרים בוחרים להוסיף פונקציית בדיקה עצמית קבועה על מנת לוודא שהמוצר לא ייכשל בשטח, זו הגישה בה נתמקד כאן.
אימות האבטחה בפועל מבוצע במנגנון הטרמינל, אך הכשלים הפוטנציאליים בנספח H הוחלו על MCU. למעשה, האביזרים כוללים רשימה מפורטת של רכיבים פנימיים של MCU והכשל הקשור חייב להיבדק בבדיקה עצמית רגילה, והקלות בדרך כלשהי. לדוגמה, יש לזהות את אוגר הבדיקה העצמית בכרטיס או בערך מונה התוכנית (PC) של התקלה, זיהוי שגיאות זיכרון בסיביות בודדות, ומזהה פעולת פסיקה שגויה - כולל הפרעה לא מתרחשת, ההפרעה מתרחשת לעתים קרובות מדי . אלמנטים נוספים לפתרון כשל התקשורת ופעולת שעון תזמון נכונה, רצף הפעולה.
דוגמאות למכונת כביסה עכשיו בואו נסתכל על ה-MCU (במיוחד, המכונה בדרך כלל בקר אותות דיגיטלי (DSC) נתמך על ידי ה-DSP MCU) כמה דוגמאות כיצד לפשט תאימות. איור 1 מתאר דיאגרמת בלוקים של עיצוב המבוסס על מכונת הכביסה Texas Instruments (TI) DSC. תרשים זה חל על סדרת DSC TMS320C24x עם נקודה קבועה, סדרת TMS320F282x המיועדת DSC ו-TMS320F2802x / 2806x Piccolo סדרת DSC של נקודה קבועה וצפה. כולם מסתמכים על ליבות DSC 32 TI C2000, שניתן לעבד אותן בעיצוב מעבד DSP יחיד (בעיקר בקרת מנוע) ומשימות בקרת מערכת. זה יכול להיות, אבל בכל מקרה, רכיב IEC-60730 C2000 DSC נלכדים ב-MCU נפרד בשילוב עם בקר המערכת ב-DSC.
איור 1: סדרת DSC TI C2000 משיגה פונקציות עצמאיות של שעון ופונקציות אחרות, כדי לפשט את תכנון המערכת בהתאם לתקן IEC-60730.
TI DSC מספק מספר אלמנטים כדי לתמוך בתאימות. לדוגמה, מתנד שבב IC כולל כפול. הנעת MCU ראשי ומערכות הפעלה. הפעם השנייה עשויה לשמש כקבוצת ביקורת המבוצעת מעת לעת ללא תלות במבחן העצמי שיושם. IC כולל בנוסף מעגל מוניטור המנטר את מתח האספקה, מה שעלול לגרום לתקלה המתוארת בתקן. בנוסף, DSC כולל גם פנקס הגנת כתיבה.
כמובן, יישומים רבים אינם דורשים יכולות עיבוד התקן 32 סיביות המסופקות על ידי DSC. למרבה המזל, ספקי MCU מציעים בהתאם לתכונה הסטנדרטית של IEC-60730 במשפחות ה-MCU המסורתיות של 8-bit ו-16-bit.
הפרעה בזמן אמת של Freescale לדוגמה, Freescale תומך בפונקציות אלה ב-MC9S08AWx MCU שלהם, ה-MCU הוא חלק ממגוון רחב של משפחת MC9S08 8-bit. 9S08AW MCU מכיל פונקציית פסיקה בזמן אמת (RTI), אתה יכול להשיג הרבה פונקציית בדיקה עצמית. איור 2 מתאר את פונקציית RTI. בחלק העליון של האיור, ומאגר בקרת מצב הפסקות בזמן אמת (ה-SRTISC) כולל 3 - בחירת עיכוב פסיקה בזמן אמת (RTIS) - הגדר מרווח הפסקה תקופתי של CPU. המרווח עשוי להשתנות בין 8 אלפיות השנייה ל-1.04 שניות. פסיקה משולבת מתנד RC 1-KHz, ללא תלות בשעון המעבד.
איור 2: השתמש ב-Freescale הנקראת פונקציית פסיקה בזמן אמת (RTI) עם תחילת תוכנית שירות פסיקה, מערכת לבדיקה אם קיים כשל שהוגדר על ידי IEC-60730.
פונקציית בדיקה עצמית מיושמת בשגרת שירות פסיקה (ISR) שנוצרה על ידי RTI ב. לדוגמה, ISR יכול לבדוק את הערך של המחשב האישי במהלך כל איטרציה. אם המחשב נשאר ללא שינוי בשלוש איטרציות עוקבות, ה-ISR יכול להניח כרטיס MCU ולנקוט אמצעי זהירות במחזור התוכנה.
RTI גם מאפשר ל-ISR לנטר את תדר השעון. ISR פשוט השתמש בזמן אינטגרציה כדי לקחת חותמת זמן על כל שירות פסיקה, ולוודא שכל קריאות עוקבות תקפות. יתרה מכך, מיושם על-שבב עם פונקציונליות מובנית מחולל שעון פנימי, הבדיקה יכולה להיות איטית או מהירה, או אובדן שעון CPU. ISR הפעילה נעילת RTI ויכולה לנטר את אוגרי פונקציית זיהוי אובדן השעון.
Freescale תומך במספר תכונות שונות מכוונות אבטחה, כולל השיטה לבדיקת דיוק הזיכרון. בנוסף, החברה תומכת גם בסדרת 16 סיביות DSC MC56Fx עם תכונות ממוקדות IEC-60730.
על פני ארכיטקטורת MCU IEC 60730 יחד עם זאת, ל-Renesas MCU בתחום עשויה להיות הארכיטקטורות הנרחבות ביותר מבין הארכיטקטורות השונות, בעיקר בגלל שהחברה מוכרת MCU מסורתי לשעבר של Hitachi, מיצובישי ו-NEC. עסק מיקרואלקטרוניקה. עם זאת, לחברה יש מאפייני תאימות אבטחה עקביים מאוד בכל סל המוצרים.
טיימר כלב השמירה (WDT) הוא מרכיב מרכזי ברוב המקרים השימוש בתקני הבטיחות מתקיימים. Renesas בשל 8 ו-16 R8C, M16C, 8 ו-16 סיביות משפחת H32 של 8 סיביות ו-SuperH MCU שהושגו ללא תלות במקור שעון המעבד WDT.
Renesas ממשיכה לתמוך ב-WDT מוצק בסדרת RX של משפחת 16-bit ו-32-bit RL78 MCU. בנוסף, החברה הוסיפה עם הזמן פונקציות נוספות בחומרה. לדוגמה, הצגת בלוק החישוב M16C CRC (בדיקת יתירות מחזורית), שאינו תלוי בפעולת ה-CPU. ניתן להשתמש ב-CRC כדי לזהות שגיאות תקשורת וזיכרון.
סדרות RL78 ו-RX תומכות גם ב-CRC ומוסיפות תכונות נוספות. לדוגמה, ה-RL78 כולל זיהוי זוגיות RAM, פונקציית בקרת הגישה לזיכרון מגדירה את תדר השעון ופונקציות הניטור. RX כולל סדרה דומה של פונקציית אבחון עצמי ותפקוד ממיר הנתונים.
עיצוב אבטחה אם דרישות התכנון הבאות שלך להבטיח שיטה בטוחה של מצב תקלות ביציאה, הקפד לשקול כיצד ספקי MCU עומדים בתקן IEC-60730. למעשה, כל ספקי ה-MCU אימצו את מדיניות IEC-60730, בחירת ה-MCU עם פונקציית תאימות לאבטחת החומרה יכולה להפחית את כמות החומרים של המערכת, וכתוצאה מכך יתרונות עלות, הספק וביצועים. בנוסף, ספקי MCU בדרך כלל מספקים קוד לדוגמה כדי לעמוד בדרישות של IEC-60730, הקוד יאיץ מאוד את המוצר הסופי שלך שנועד לעמוד בבטחה בקוד התקלה או בחומרת המערכת.
המוצר השני שלנו:
