低成本ARM Cortex-M微控制器讓家電更安全

2013-09-05 14:38 來源:電子信息網(wǎng) 作者:和靜

自2007年起,家電廠商的所有新設計必須遵守IEC60335安全標準。為確保家電設備安全可靠,特別是設備故障不能威脅用戶的人身安全,這套新標準涉及十分廣泛的內容,從機械系統(tǒng)到嵌入電子元器件均有明確規(guī)定。

電子部分參照另一個標準,即適用于各種應用領域的IEC60730自動電子控制標準。對于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員,附件H對于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員尤為重要,因為該附件是關于可編程器件。白色家電通常使用多個微控制器:一個微控制器負責管理控制臺,另一個管理閥門和電機控制。

根據(jù)設備故障導致的危險程度,該標準將軟件分為A、B、C三類。如果家電安全不依靠軟件,則該家電屬于A類,如室內溫控器或照明控制器。相反,如果軟件用于防止安全隱患,如電子點火燃氣灶歸為C類。本文不探討C類。電子控制系統(tǒng)防止不安全操作的家電多數(shù)屬于B類,如洗衣機,其安全隱患與電控門鎖或電機熱關斷有關。

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IEC60730附件H的表格 H.11.12.7 列出了B類和C類軟件需測試的微控制器元器件、需檢測的故障和接受的安全措施,檢測內容包括監(jiān)視CPU(寄存器和程序計數(shù)器)、中斷(處理和執(zhí)行)和時鐘頻率,檢驗易失性存儲器(RAM) 、非易失性存儲器(閃存和 EEPROM)、外部通信以及外設。

這些檢測均在微控制器引導過程中甚至在系統(tǒng)執(zhí)行代碼前完成,主要原因是RAM測試具有‘破壞性’,可導致初始化的變量損壞。

在RAM檢測中,標準要求B類設備定期做單一位DC故障檢測(如嵌入存儲器固定故障或耦合故障)。因為多數(shù)入門級微控制器的SRAM無校驗位,所以該檢測必須由軟件來完成。March算法通過限定數(shù)量的測試來發(fā)現(xiàn)這些故障,March C測試最適合B類(使用10N次測試,N為被測試存儲地址的數(shù)量),但是March X(6N次測試)在某些特定情況也被測試機構接受。測試完成后,RAM存儲器內容被清除(因此,又稱為‘破壞性測試’)。

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微控制器 ARM Cortex-M

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