家電設(shè)計(jì)——安全至關(guān)重要！

　　不變存儲(chǔ)器：不變存儲(chǔ)器是指用于存儲(chǔ)程序的非易失性存儲(chǔ)器。對(duì)大多數(shù)MCU來(lái)說(shuō)，它就是閃存。具體需求下，要在不變存儲(chǔ)器中檢測(cè)出1位錯(cuò)誤。在某些MCU中，這是內(nèi)在就有的，如果閃存內(nèi)容出錯(cuò)就能生成中斷。要手動(dòng)實(shí)施，也有很多方法。方法之一就是計(jì)算整個(gè)存儲(chǔ)器的校驗(yàn)和并將其保存在閃存中。在運(yùn)行時(shí)計(jì)算閃存校驗(yàn)和并與閃存中存儲(chǔ)的值比較。另一種方法就是逐塊計(jì)算校驗(yàn)和并存儲(chǔ)在閃存中。如果閃存塊未使用且塊中出錯(cuò)，就不認(rèn)為它是有效故障條件，因?yàn)樗粫?huì)影響程序執(zhí)行。

　　可變存儲(chǔ)器：可變存儲(chǔ)器是指數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(即RAM)。測(cè)試檢查存儲(chǔ)器位是否鎖死在1或0上，或者是否受到相鄰位的影響。March C算法是進(jìn)行這種測(cè)試的首選方法。不過(guò)，March C算法測(cè)試會(huì)改變存儲(chǔ)器的內(nèi)容。RAM被分為不同段，每段需單獨(dú)測(cè)試而且測(cè)試段內(nèi)容需備份，否則就要用EEPROM存儲(chǔ)RAM數(shù)據(jù)。如果測(cè)試過(guò)于頻繁，EEPROM的使用會(huì)因閃存耐用性的問(wèn)題而影響系統(tǒng)生命周期。此外，大多數(shù)MCU在耐用性為10-100K次寫(xiě)入周期的閃存中仿真EEPROM。使用RAM本身來(lái)備份內(nèi)容是進(jìn)行這種測(cè)試的更好方法。

　　外部通信：通信接口是許多系統(tǒng)的重要組成部分。為了確保通信接口的可靠性，依據(jù)B類規(guī)范要求， Hamming distance 3規(guī)定必須得到滿足。實(shí)施的最佳方法就是采用CRC校驗(yàn)。一些MCU采用片上硬件資源對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC檢查。如果硬件資源不可用，CRC校驗(yàn)可在固件中實(shí)施。測(cè)試的另一方面就是確保正確的通信時(shí)間。如果器件是主機(jī)，它就能監(jiān)控從機(jī)響應(yīng)所花的時(shí)間。如果從機(jī)花的時(shí)間不合理，主機(jī)就會(huì)觸發(fā)故障條件。

　　數(shù)字I/O：這項(xiàng)測(cè)試旨在確保輸入/輸出引腳根據(jù)預(yù)期工作。引腳可短接到Vcc或GND，也可短接到其他I/O而導(dǎo)致系統(tǒng)故障。要測(cè)試輸入功能，應(yīng)強(qiáng)制使輸入引腳進(jìn)入已知狀態(tài)。賽普拉斯推出的PSoC 1等器件在大多數(shù)I/O上支持內(nèi)部上拉和下拉。通常說(shuō)來(lái)，外部短接能將引腳驅(qū)動(dòng)到非常高(如果短接到Vcc)或非常低的水平(如果短接到GND)?，F(xiàn)在，如果引腳短接到GND而內(nèi)部上拉激活，引腳仍將讀取0，這不是正常工作引腳應(yīng)有的行為。這就會(huì)導(dǎo)致故障情況。如果內(nèi)部上拉不可用，就必須用外部資源驅(qū)動(dòng)引腳。這就需要額外的硬件，也會(huì)增加成本。要測(cè)試輸出引腳，一旦引腳由器件驅(qū)動(dòng)，其輸出狀態(tài)必須被監(jiān)控。為此它應(yīng)通過(guò)外部方法連接到另一個(gè)引腳，或該引腳必須具備讀取功能(能讀取引腳狀態(tài)，不是CPU寫(xiě)入的值)。賽普拉斯推出的PSoC 1支持所有引腳讀取。舉例來(lái)說(shuō)，如果引腳寫(xiě)入電平為高，但由于外部短接的原因而連接到GND，那么該引腳的讀取顯示為0，進(jìn)而顯示故障。

　　模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器：要檢測(cè)這些組件，需要一個(gè)已知值的來(lái)源。一般說(shuō)來(lái)，SoC可提供電壓參照，并連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入。檢查模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出代碼，以核實(shí)轉(zhuǎn)換結(jié)果是否符合已知的參照值。數(shù)模轉(zhuǎn)換器需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢查其輸出。所以，如果器件提供集成式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，那將有助于以更低成本實(shí)施測(cè)試。在數(shù)模轉(zhuǎn)換器上進(jìn)行測(cè)試時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換器測(cè)試，以確保模數(shù)轉(zhuǎn)換正確工作。采用的SoC應(yīng)允許電壓參照和數(shù)模轉(zhuǎn)換通過(guò)內(nèi)部路由資源路由到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，這就能大幅降低I/O和PCB路由的復(fù)雜性。

　　模擬MUX：模擬Mux的測(cè)試方法是，強(qiáng)制將引腳設(shè)定為已知值并用固件在通道間切換。模數(shù)轉(zhuǎn)換器必須連接到輸出上，以檢測(cè)通道的輸入電壓。如果該引腳支持輸入和輸出功能，數(shù)模轉(zhuǎn)換可用來(lái)提供所需輸入來(lái)源。

　　要設(shè)計(jì)安全的家用電器，就要提供自檢功能。為MCU開(kāi)發(fā)這種功能會(huì)影響產(chǎn)品成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間，可能在今天高度競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)上造成延誤。如果MCU包含廠商提供的自檢庫(kù)，那么就能加速實(shí)施。除了時(shí)鐘之外，針對(duì)具體MCU的組件測(cè)試無(wú)需其他外部硬件。這種測(cè)試不會(huì)給MCU的選擇增加壓力。不過(guò)，檢測(cè)I/O、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器可能需要使用外部組件，會(huì)增加系統(tǒng)尺寸、成本和開(kāi)發(fā)工作。SoC有助于減少開(kāi)銷，同時(shí)能實(shí)施B類規(guī)范所需的有關(guān)測(cè)試。