Terlibat dalam berbagai tim desain peralatan konsumen yang menghadapi tantangan untuk memenuhi standar keselamatan yang relevan, termasuk norma IEC 60730 Eropa. Sebagian besar perusahaan ingin mendesain produk untuk pasar global, sehingga tim desain biasanya bertanggung jawab untuk memenuhi standar dunia yang paling ketat untuk semua desain peralatan. Anda tentu saja dapat menggunakan mikrokontroler (MCU) apa pun dan produk yang kompatibel dengan pengembangan IC dukungan yang sesuai. Namun, semakin banyak MCU yang menyertakan fungsi khusus perangkat keras tanpa memerlukan komponen eksternal untuk mencapai kepatuhan. Mari kita lihat apakah Anda memerlukan kepatuhan keamanan, serta beberapa yang dirancang untuk membuka jalan bagi kepatuhan MCU.
Secara khusus, standar IEC 60730-1 menyelesaikan penggunaan sistem kontrol berbasis MCU yang didasarkan pada Lampiran H dari spesifikasi ini. Sebagian besar peralatan listrik konsumen seperti mesin cuci, lemari es, dan produk serupa termasuk dalam Kelas B. Tujuan dari standar ini adalah untuk memastikan bahwa kegagalan sistem tidak akan menyebabkan pengoperasian perangkat yang tidak aman. Misalnya, kegagalan sistem tidak boleh menyebabkan suhu yang tidak aman, yang dapat membahayakan operator atau menyebabkan kebakaran.
Perhatikan juga bahwa konsep di balik IEC 60730 dan teknologi yang akan dibahas di sini dapat diterapkan di luar aplikasi perangkat konsumen. Faktanya, banyak jenis sistem tertanam (tidak harus tunduk pada manajemen standar peraturan) perlu dijaga dari kegagalan sistem.
Biasanya dalam sistem berbasis MCU, kepatuhan IEC-60730 tergantung pada kode aplikasi Anda yang ditambahkan ke firmware. Namun, untuk mengamankan pusat fungsi perangkat keras MCU dapat disederhanakan dengan menghilangkan pengembangan firmware komponen eksternal, meningkatkan kinerja dan mengurangi biaya.
Metode Kepatuhan Ada tiga cara utama untuk merancang sistem berbasis MCU yang sesuai dengan standar IEC 60730. Arsitektur paling kompleks menggunakan apa yang disebut saluran ganda, MCU ganda secara paralel dan sirkuit kontrol, dan memiliki fungsi perbandingan, memastikan bahwa kedua saluran menghasilkan hasil yang sama. Namun, metode ini umumnya dianggap terlalu mahal untuk pasar konsumen. Kemudian, kami memilih untuk membatasi biaya dari dua metode saluran tunggal. Anda dapat menguji sistem pada saat pembuatan produk untuk mencegah kegagalan mencapai kepatuhan. Di masa lalu, metode pengujian manufaktur biasanya dipilih, ini adalah alternatif yang paling sederhana dan berbiaya terendah. Saat ini, semakin banyak produsen produk memilih untuk menambahkan fungsi self-test reguler untuk memastikan bahwa produk tidak gagal di lapangan, ini adalah pendekatan yang akan kami fokuskan di sini.
Otentikasi keamanan yang sebenarnya dilakukan pada peralatan terminal, tetapi potensi kegagalan dalam Lampiran H diterapkan pada MCU. Bahkan, aksesori menyertakan daftar detail elemen internal MCU dan kegagalan terkait harus diuji pada swa-uji reguler, dan kemudahan dalam beberapa cara. Misalnya, register uji mandiri harus dideteksi dalam kartu atau penghitung program (PC) nilai kesalahan, deteksi kesalahan memori bit tunggal, dan mendeteksi operasi interupsi yang salah - termasuk interupsi tidak terjadi, interupsi terjadi terlalu sering . Elemen tambahan untuk memecahkan kegagalan komunikasi dan operasi jam waktu yang benar, urutan operasi.
Contoh mesin cuci Sekarang mari kita lihat MCU (khususnya yang biasa disebut sebagai digital signal controller (DSC) yang didukung oleh DSP MCU) Beberapa contoh bagaimana menyederhanakan kepatuhan. Gambar 1 menggambarkan diagram blok desain berdasarkan mesin cuci Texas Instruments (TI) DSC. Diagram ini berlaku untuk seri DSC TMS320C24x titik tetap, DSC Seri TMS320F282x yang ditunjuk dan seri TMS320F2802x / 2806x Piccolo dari DSC titik tetap dan mengambang. Semua mengandalkan inti DSC 32 TI C2000, yang dapat diproses dalam desain prosesor DSP tunggal (terutama kontrol motor) dan tugas kontrol sistem. Mungkin saja, tetapi bagaimanapun juga, elemen DSC IEC-60730 C2000 ditangkap pada MCU terpisah dalam kombinasi dengan pengontrol sistem di DSC.
Gambar 1: Seri DSC TI C2000 mencapai jam independen dan fungsi lainnya, untuk menyederhanakan desain sistem sesuai dengan standar IEC-60730.
TI DSC menyediakan beberapa elemen untuk mendukung kepatuhan. Misalnya, osilator chip IC terdiri dari ganda. Mengemudi MCU utama dan sistem operasi. Kedua kalinya dapat digunakan sebagai kelompok kontrol secara berkala dilakukan secara independen dari self-test dilaksanakan. IC selanjutnya terdiri dari rangkaian monitor yang memantau tegangan suplai, yang dapat menyebabkan kegagalan fungsi yang dijelaskan dalam standar. Selain itu, DSC juga menyertakan register proteksi tulis.
Tentu saja, banyak aplikasi tidak memerlukan kemampuan pemrosesan perangkat 32-bit yang disediakan oleh DSC. Untungnya, vendor MCU menawarkan fitur standar IEC-60730 pada keluarga MCU 8-bit dan 16-bit tradisional.
Interupsi real-time skala bebas Misalnya, Freescale mendukung fungsi-fungsi ini pada MCU MC9S08AWx mereka, MCU adalah bagian dari rangkaian luas keluarga 9-bit MC08S8. 9S08AW MCU berisi fungsi interupsi waktu nyata (RTI), Anda dapat mencapai banyak fungsi uji mandiri. Gambar 2 menggambarkan fungsi RTI. Di bagian atas gambar, dan register kontrol status interupsi waktu nyata (SRTISC) terdiri dari 3 - Pemilihan penundaan interupsi waktu nyata (RTIS) - Atur interval interupsi CPU secara berkala. Spasi dapat bervariasi antara 8 ms hingga 1.04 detik. Interupsi terintegrasi dari osilator RC 1-KHz, tidak bergantung pada jam CPU.
Gambar 2: Gunakan Freescale yang disebut fungsi interupsi real-time (RTI) saat program layanan interupsi dimulai, sistem untuk memeriksa apakah ada kegagalan yang ditentukan oleh IEC-60730.
Fungsi self-test diimplementasikan dalam RTI-generated interrupt service routine (ISR) di. Misalnya, ISR dapat memeriksa nilai PC selama setiap iterasi. Jika PC tetap tidak berubah pada tiga iterasi berturut-turut, ISR dapat menggunakan kartu MCU dan mengambil tindakan pencegahan dalam siklus perangkat lunak.
RTI juga memungkinkan ISR memantau frekuensi jam. ISR hanya menggunakan waktu integrasi untuk mengambil cap waktu pada setiap layanan interupsi, dan memverifikasi bahwa setiap pembacaan berturut-turut valid. Selanjutnya, diimplementasikan on-chip dengan built-in fungsi generator jam internal, tes bisa lambat atau cepat, atau hilangnya jam jam CPU. ISR mengaktifkan kunci RTI dan dapat memantau register fungsi deteksi kehilangan jam.
Freescale mendukung sejumlah fitur berorientasi keamanan yang berbeda, termasuk metode untuk memeriksa keakuratan memori. Selain itu, perusahaan juga mendukung seri 16-bit DSC MC56Fx dengan fitur IEC-60730-centric.
Di seluruh arsitektur MCU IEC 60730 Pada saat yang sama, Renesas MCU di lapangan mungkin memiliki arsitektur paling luas yang berbeda, terutama karena perusahaan yang menjual adalah MCU tradisional Hitachi, Mitsubishi, dan NEC. bisnis mikroelektronika. Namun, perusahaan memiliki fitur kepatuhan keamanan yang sangat konsisten di seluruh portofolio produk.
Watchdog timer (WDT) adalah komponen kunci dalam banyak kasus penggunaan standar keselamatan terpenuhi. Renesas matang 8 dan 16 R8C, M16C, 8 dan 16 bit keluarga H32 8-bit dan SuperH MCU dicapai independen dari sumber jam CPU WDT.
Renesas terus mempertahankan dukungan WDT yang solid untuk seri RX keluarga RL16 MCU 32-bit dan 78-bit yang lebih baru. Selain itu, perusahaan dari waktu ke waktu telah menambahkan fungsi lain dalam perangkat keras. Misalnya, pengenalan blok kalkulasi M16C CRC (Cyclic Redundancy Check), yang tidak bergantung pada operasi CPU. CRC dapat digunakan untuk mendeteksi kesalahan komunikasi dan memori.
Seri RL78 dan RX juga mendukung CRC dan menambahkan fitur lainnya. Misalnya, RL78 termasuk deteksi paritas RAM, fungsi kontrol akses memori mengatur frekuensi jam dan fungsi pemantauan. RX mencakup serangkaian fungsi diagnostik mandiri yang serupa dan fungsi konverter data.
Desain Keamanan Jika persyaratan desain Anda berikutnya untuk memastikan metode kondisi kesalahan keluar yang aman, pastikan untuk mempertimbangkan bagaimana pemasok MCU mematuhi standar IEC-60730. Bahkan, semua vendor MCU telah mengadopsi kebijakan IEC-60730, memilih MCU dengan fungsi kepatuhan keamanan perangkat keras dapat mengurangi tagihan bahan sistem, menghasilkan keunggulan biaya, daya, dan kinerja. Selain itu, vendor MCU biasanya menyediakan kode sampel untuk memenuhi persyaratan IEC-60730, kode tersebut akan sangat mempercepat produk akhir Anda yang dirancang untuk menahan kode kesalahan atau perangkat keras sistem dengan aman.
produk kami yang lain:
