家電設(shè)計(jì)——安全至關(guān)重要！

　　我們正進(jìn)入人類(lèi)能以更低廉價(jià)格擁有更多電子產(chǎn)品的新時(shí)代。電子產(chǎn)品已經(jīng)成為我們生活的必需品。舉例來(lái)說(shuō)，普通消費(fèi)者現(xiàn)在都擁有冰箱、洗衣機(jī)、咖啡機(jī)等。將分離式IC帶來(lái)的智能特性集成到電器中，能夠改進(jìn)用戶體驗(yàn)，提供電子控制、觸摸用戶界面和高級(jí)顯示等功能。這些特性非常有用，而安全性也是消費(fèi)者關(guān)注的重點(diǎn)。沒(méi)有人希望電器構(gòu)成安全威脅。

　　目前許多家用電器都采用微控制器，如果微控制器出現(xiàn)問(wèn)題，就可能發(fā)生誤操作。舉例來(lái)說(shuō)，微控制器的時(shí)鐘如果不能準(zhǔn)確工作或者引腳短接到電源或其他引腳，就可能造成災(zāi)難性后果。

　　由于安全正成為所有消費(fèi)者最關(guān)心的問(wèn)題，因此家用電器制造商應(yīng)當(dāng)在所有最終用戶產(chǎn)品中增加更多安全特性。為了確保家電制造商采取所有必要的安全措施，檢測(cè)所有必要的故障條件，國(guó)際電子技術(shù)委員會(huì)(IEC)制定了家電安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的文件號(hào)為B類(lèi)安全要求部分的IEC spec IEC60730。在某些國(guó)家，制造商必須確保家電滿足上述規(guī)范要求，否則就無(wú)法銷(xiāo)售產(chǎn)品。

　　對(duì)家電制造商來(lái)說(shuō)，這些安全特性是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的附加部分，會(huì)增加復(fù)雜性和成本，也會(huì)延長(zhǎng)開(kāi)發(fā)時(shí)間。為了讓家電通過(guò)認(rèn)證，安全特性的設(shè)計(jì)必須能夠可靠地檢測(cè)多種故障情況，并根據(jù)安全要求指南采取所需的行動(dòng)。在我們?cè)敿?xì)介紹安全特性實(shí)施之前，先來(lái)看看IEC60730-1規(guī)范的要點(diǎn)。

　　該規(guī)范定義了三類(lèi)控制功能軟件——A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)。A類(lèi)控制功能不含任何安全措施。家電屬于B類(lèi)，B類(lèi)的目標(biāo)是避免家電的不安全操作。比方說(shuō)，如果電磁爐的控制部分出了故障，就不能觸發(fā)加熱部件開(kāi)關(guān)。C類(lèi)控制功能旨在避免發(fā)生爆炸等危險(xiǎn)。

　　為了滿足B類(lèi)軟件要求，實(shí)施方案必須具備以下條件之一：

　　· 支持功能測(cè)試的單通道：就這種實(shí)施方案而言，設(shè)備在發(fā)貨前針對(duì)目標(biāo)功能進(jìn)行測(cè)試。實(shí)施方案基于一個(gè)控制單元/MCU。
　　· 支持階段性自檢的單通道：就這種實(shí)施方案而言，設(shè)備在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行階段性檢測(cè)。在這種實(shí)施方案中也采用單MCU。
　　· 無(wú)比較的雙通道：這種實(shí)施方案用兩個(gè)MCU執(zhí)行多種關(guān)鍵任務(wù)。兩個(gè)MCU溝通確保所有元素都正常運(yùn)行工作。

　　支持功能測(cè)試的單通道能避免實(shí)施方案的復(fù)雜性。但是，這種方法的可靠性比較低，因?yàn)樵O(shè)備不在運(yùn)行時(shí)檢測(cè)，故障無(wú)法檢測(cè)到，進(jìn)而會(huì)引發(fā)不安全工作。此外，由于設(shè)備必須在發(fā)貨前進(jìn)行檢測(cè)，這就會(huì)大幅提高制造成本。

　　支持階段性自檢的單通道方法適用于在降低制造成本的同時(shí)確保最大安全性。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，安全特性的實(shí)施成為硬件和固件的重要組成部分。在必要階段必須捕獲到這一點(diǎn)。一些微控制器制造商為其產(chǎn)品提供自檢庫(kù)，而且這些庫(kù)可加入到最終應(yīng)用中。一些微控制器制造商還讓庫(kù)通過(guò)認(rèn)證，以確保正確工作，并實(shí)現(xiàn)在最終應(yīng)用中對(duì)這些功能的集成。這就有利于讓最終應(yīng)用通過(guò)認(rèn)證，減少開(kāi)銷(xiāo)和成本，同時(shí)也消除了滿足產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度要求的瓶頸。因此，在選擇MCU或混合信號(hào)器件時(shí)，要注意是否提供自檢庫(kù)。