家電設(shè)計——安全至關(guān)重要！

　　不變存儲器：不變存儲器是指用于存儲程序的非易失性存儲器。對大多數(shù)MCU來說，它就是閃存。具體需求下，要在不變存儲器中檢測出1位錯誤。在某些MCU中，這是內(nèi)在就有的，如果閃存內(nèi)容出錯就能生成中斷。要手動實施，也有很多方法。方法之一就是計算整個存儲器的校驗和并將其保存在閃存中。在運行時計算閃存校驗和并與閃存中存儲的值比較。另一種方法就是逐塊計算校驗和并存儲在閃存中。如果閃存塊未使用且塊中出錯，就不認(rèn)為它是有效故障條件，因為它不會影響程序執(zhí)行。

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

　　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。實施的最佳方法就是采用CRC校驗。一些MCU采用片上硬件資源對數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC檢查。如果硬件資源不可用，CRC校驗可在固件中實施。測試的另一方面就是確保正確的通信時間。如果器件是主機，它就能監(jiān)控從機響應(yīng)所花的時間。如果從機花的時間不合理，主機就會觸發(fā)故障條件。

　　數(shù)字I/O：這項測試旨在確保輸入/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。要測試輸入功能，應(yīng)強制使輸入引腳進(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。通常說來，外部短接能將引腳驅(qū)動到非常高(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)動引腳。這就需要額外的硬件，也會增加成本。要測試輸出引腳，一旦引腳由器件驅(qū)動，其輸出狀態(tài)必須被監(jiān)控。為此它應(yīng)通過外部方法連接到另一個引腳，或該引腳必須具備讀取功能(能讀取引腳狀態(tài)，不是CPU寫入的值)。賽普拉斯推出的PSoC 1支持所有引腳讀取。舉例來說，如果引腳寫入電平為高，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：要檢測這些組件，需要一個已知值的來源。一般說來，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施測試。在數(shù)模轉(zhuǎn)換器上進(jìn)行測試時，首先應(yīng)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換器測試，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的測試方法是，強制將引腳設(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)換可用來提供所需輸入來源。

　　要設(shè)計安全的家用電器，就要提供自檢功能。為MCU開發(fā)這種功能會影響產(chǎn)品成本和開發(fā)時間，可能在今天高度競爭的市場上造成延誤。如果MCU包含廠商提供的自檢庫，那么就能加速實施。除了時鐘之外，針對具體MCU的組件測試無需其他外部硬件。這種測試不會給MCU的選擇增加壓力。不過，檢測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，會增加系統(tǒng)尺寸、成本和開發(fā)工作。SoC有助于減少開銷，同時能實施B類規(guī)范所需的有關(guān)測試。