यूरोपीय आईईसी 60730 मानदंडों सहित प्रासंगिक सुरक्षा मानकों को पूरा करने के लिए चुनौती का सामना करने वाले विभिन्न उपभोक्ता उपकरण डिजाइन टीम में लगे हुए हैं। अधिकांश कंपनियां वैश्विक बाजार के लिए उत्पादों को डिजाइन करना चाहती हैं, इसलिए डिजाइन टीम आमतौर पर सभी उपकरण डिजाइन के लिए सबसे कड़े विश्वव्यापी मानकों को पूरा करने के लिए जिम्मेदार होती है। आप निश्चित रूप से किसी भी माइक्रोकंट्रोलर (एमसीयू) और संबंधित समर्थन आईसी विकास संगत उत्पादों का उपयोग कर सकते हैं। हालाँकि, MCU की बढ़ती संख्या में अनुपालन प्राप्त करने के लिए बाहरी घटकों की आवश्यकता के बिना हार्डवेयर विशिष्ट कार्य शामिल हैं। आइए देखें कि क्या आपको सुरक्षा अनुपालन की आवश्यकता है, साथ ही कुछ को MCU के अनुपालन का मार्ग प्रशस्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
विशेष रूप से, आईईसी 60730-1 मानक इस विनिर्देश के परिशिष्ट एच में आधारित एमसीयू-आधारित नियंत्रण प्रणालियों के उपयोग को हल करते हैं। अधिकांश उपभोक्ता विद्युत उपकरण जैसे वाशिंग मशीन, रेफ्रिजरेटर और इसी तरह के उत्पाद कक्षा बी के हैं। इस मानक का उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि सिस्टम की विफलता डिवाइस के असुरक्षित संचालन का कारण नहीं बनेगी। उदाहरण के लिए, सिस्टम की विफलता से असुरक्षित तापमान नहीं होना चाहिए, जो ऑपरेटर को नुकसान पहुंचा सकता है या आग का कारण बन सकता है।
यह भी ध्यान दें कि आईईसी 60730 और प्रौद्योगिकी के पीछे की अवधारणा पर चर्चा की जाएगी, उपभोक्ता डिवाइस अनुप्रयोगों के बाहर लागू किया जा सकता है। वास्तव में, कई प्रकार के एम्बेडेड सिस्टम (जरूरी नहीं कि नियामक मानकों के प्रबंधन के अधीन हों) को सिस्टम की विफलता से बचाने की जरूरत है।
आमतौर पर MCU-आधारित सिस्टम में, IEC-60730 अनुपालन फ़र्मवेयर में जोड़े गए आपके एप्लिकेशन कोड पर निर्भर करता है। हालांकि, बाहरी घटकों फर्मवेयर विकास को समाप्त करके, प्रदर्शन में सुधार और लागत को कम करके एमसीयू हार्डवेयर कार्यों के केंद्र को सुरक्षित करने के लिए सरल बनाया जा सकता है।
अनुपालन के तरीके IEC 60730 मानकों के अनुरूप MCU-आधारित सिस्टम को डिज़ाइन करने के तीन मुख्य तरीके हैं। एक तथाकथित दोहरे चैनल, समानांतर और एक नियंत्रण सर्किट में दोहरी एमसीयू का उपयोग करते हुए सबसे जटिल वास्तुकला, और एक तुलना समारोह होने से यह सुनिश्चित होता है कि दो चैनल समान परिणाम उत्पन्न करते हैं। हालांकि, यह तरीका आम तौर पर उपभोक्ता बाजार के लिए बहुत महंगा माना जाता है। फिर, हमने दो एकल-चैनल विधियों की लागत को सीमित करना चुना। अनुपालन प्राप्त करने में विफलता को रोकने के लिए आप उत्पाद के निर्माण के समय सिस्टम का परीक्षण कर सकते हैं। अतीत में, निर्माण परीक्षण विधि आमतौर पर चुनी जाती है, यह सबसे सरल और सबसे कम लागत वाला विकल्प है। आज, उत्पाद निर्माताओं की बढ़ती संख्या यह सुनिश्चित करने के लिए नियमित स्व-परीक्षण फ़ंक्शन जोड़ने का विकल्प चुनती है कि उत्पाद क्षेत्र में विफल न हो, यही वह दृष्टिकोण है जिस पर हम यहां ध्यान केंद्रित करेंगे।
वास्तविक सुरक्षा प्रमाणीकरण टर्मिनल उपकरण पर किया जाता है, लेकिन परिशिष्ट एच में संभावित विफलताएं एमसीयू पर लागू होती हैं। वास्तव में, सहायक उपकरण में एमसीयू आंतरिक तत्वों की एक विस्तृत सूची शामिल है और संबंधित विफलता को नियमित स्व-परीक्षण पर परीक्षण किया जाना चाहिए, और किसी भी तरह से आसानी। उदाहरण के लिए, सेल्फ-टेस्ट रजिस्टर को कार्ड या प्रोग्राम काउंटर (पीसी) वैल्यू ऑफ फॉल्ट, सिंगल-बिट मेमोरी एरर डिटेक्शन में पता लगाया जाना चाहिए, और गलत इंटरप्ट ऑपरेशन का पता लगाता है - जिसमें रुकावट नहीं होती है, रुकावट बहुत बार होती है . संचार विफलता और सही समय घड़ी संचालन, ऑपरेशन अनुक्रम को हल करने के लिए अतिरिक्त तत्व।
वॉशिंग मशीन के उदाहरण अब आइए एमसीयू को देखें (विशेष रूप से, जिसे आमतौर पर डिजिटल सिग्नल कंट्रोलर (डीएससी) के रूप में संदर्भित किया जाता है, जो डीएसपी एमसीयू द्वारा समर्थित है) अनुपालन को सरल बनाने के कुछ उदाहरण। चित्र 1 में टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स (TI) DSC वॉशिंग मशीन पर आधारित एक डिज़ाइन के ब्लॉक आरेख को दर्शाया गया है। यह आरेख फिक्स्ड-पॉइंट DSC TMS320C24x श्रृंखला, TMS320F282x नामित श्रृंखला DSC और TMS320F2802x / 2806x Piccolo श्रृंखला के फिक्स्ड और फ्लोटिंग पॉइंट DSC पर लागू होता है। सभी DSC 32 TI C2000 कोर पर निर्भर हैं, जिन्हें एक DSP प्रोसेसर डिज़ाइन (मुख्य रूप से मोटर नियंत्रण) और सिस्टम नियंत्रण कार्यों में संसाधित किया जा सकता है। यह हो सकता है, लेकिन किसी भी स्थिति में, IEC-60730 C2000 DSC तत्व को DSC में सिस्टम कंट्रोलर के संयोजन में एक अलग MCU पर कैप्चर किया जाता है।
चित्र 1: DSC TI C2000 श्रृंखला IEC-60730 मानक के अनुरूप सिस्टम डिज़ाइन को सरल बनाने के लिए स्वतंत्र घड़ी और अन्य कार्यों को प्राप्त करती है।
टीआई डीएससी अनुपालन का समर्थन करने के लिए कई तत्व प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, आईसी चिप थरथरानवाला में एक डबल शामिल है। एक मुख्य MCU और ऑपरेटिंग सिस्टम चलाना। दूसरी बार एक नियंत्रण समूह के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है जो समय-समय पर स्व-परीक्षण लागू किए गए स्वतंत्र रूप से किया जाता है। आईसी में आगे एक मॉनिटर सर्किट शामिल है जो आपूर्ति वोल्टेज की निगरानी करता है, जो मानक में वर्णित खराबी का कारण हो सकता है। इसके अलावा, DSC में राइट प्रोटेक्शन रजिस्टर भी शामिल है।
बेशक, कई अनुप्रयोगों को डीएससी द्वारा प्रदान की गई 32-बिट डिवाइस प्रोसेसिंग क्षमताओं की आवश्यकता नहीं होती है। सौभाग्य से, MCU विक्रेता पारंपरिक 60730-बिट और 8-बिट MCU परिवारों पर IEC-16 मानक सुविधा के अनुरूप पेशकश कर रहे हैं।
फ़्रीस्केल रीयल-टाइम इंटरप्ट उदाहरण के लिए, फ़्रीस्केल अपने MC9S08AWx MCU पर इन कार्यों का समर्थन करता है, MCU MC9S08 8-बिट परिवार की एक विस्तृत श्रृंखला का हिस्सा है। 9S08AW MCU में एक रीयल-टाइम इंटरप्ट (RTI) फ़ंक्शन होता है, आप बहुत सारे सेल्फ-टेस्ट फ़ंक्शन प्राप्त कर सकते हैं। चित्र 2 में आरटीआई कार्य को दर्शाया गया है। आंकड़े के शीर्ष में, और रीयल-टाइम इंटरप्ट स्टेटस कंट्रोल रजिस्टर (एसआरटीआईएससी) में 3 शामिल हैं - रीयल-टाइम इंटरप्ट विलंब चयन (आरटीआईएस) - सीपीयू समय-समय पर अंतराल अंतराल सेट करें। अंतराल 8 एमएस से 1.04 सेकेंड के बीच भिन्न हो सकता है। 1-केएचजेड आरसी ऑसीलेटर से एकीकृत इंटरप्ट, सीपीयू घड़ी से स्वतंत्र।
चित्रा 2: एक इंटरप्ट सर्विस प्रोग्राम शुरू होने के रूप में रीयल-टाइम इंटरप्ट फ़ंक्शन (आरटीआई) नामक फ्रीस्केल का उपयोग करें, यह जांचने के लिए एक प्रणाली है कि आईईसी -60730 द्वारा परिभाषित विफलता मौजूद है या नहीं।
आरटीआई-जनरेटेड इंटरप्ट सर्विस रूटीन (आईएसआर) में स्व-परीक्षण फ़ंक्शन लागू किया गया है। उदाहरण के लिए, आईएसआर प्रत्येक पुनरावृत्ति के दौरान पीसी के मूल्य की जांच कर सकता है। यदि पीसी लगातार तीन पुनरावृत्तियों पर अपरिवर्तित रहता है, तो आईएसआर एमसीयू कार्ड ग्रहण कर सकता है और सॉफ्टवेयर चक्र में सावधानी बरत सकता है।
आरटीआई आईएसआर को घड़ी की आवृत्ति की निगरानी करने की सुविधा भी देता है। ISR प्रत्येक इंटरप्ट सेवा पर टाइम स्टैम्प लेने के लिए केवल एक एकीकरण समय का उपयोग करता है, और सत्यापित करता है कि प्रत्येक क्रमिक रीडिंग मान्य हैं। इसके अलावा, अंतर्निहित कार्यक्षमता के साथ ऑन-चिप लागू आंतरिक घड़ी जनरेटर, परीक्षण धीमा या तेज हो सकता है, या घड़ी सीपीयू घड़ी का नुकसान हो सकता है। ISR ने RTI लॉक को सक्रिय किया और क्लॉक लॉस डिटेक्शन फंक्शन रजिस्टरों की निगरानी कर सकता है।
फ्रीस्केल कई अलग-अलग सुरक्षा-उन्मुख सुविधाओं का समर्थन करता है, जिसमें स्मृति की सटीकता की जांच करने की विधि भी शामिल है। इसके अलावा, कंपनी IEC-16-केंद्रित सुविधाओं के साथ 56-बिट DSC MC60730Fx श्रृंखला का भी समर्थन करती है।
एमसीयू आर्किटेक्चर आईईसी 60730 में एक ही समय में, क्षेत्र में रेनेसास एमसीयू में विभिन्न आर्किटेक्चर का सबसे व्यापक हो सकता है, मुख्यतः क्योंकि कंपनी एक पूर्व हिताची, मित्सुबिशी और एनईसी पारंपरिक एमसीयू बेचती है। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक व्यवसाय। हालाँकि, कंपनी के पास उत्पाद पोर्टफोलियो में एक बहुत ही सुसंगत सुरक्षा अनुपालन सुविधाएँ हैं।
वॉचडॉग टाइमर (WDT) एक प्रमुख घटक है, ज्यादातर मामलों में सुरक्षा मानकों का उपयोग पूरा किया जाता है। Renesas परिपक्व 8 और 16 R8C, M16C, 8 और 16 बिट्स 32-बिट H8 परिवार और SuperH MCU ने CPU घड़ी स्रोत WDT से स्वतंत्र हासिल किया।
रेनेसास नए 16-बिट और 32-बिट RL78 MCU परिवार RX श्रृंखला का ठोस WDT समर्थन बनाए रखना जारी रखता है। इसके अलावा, कंपनी ने समय के साथ हार्डवेयर में अन्य कार्यों को जोड़ा है। उदाहरण के लिए, M16C CRC (चक्रीय अतिरेक जाँच) गणना ब्लॉक की शुरूआत, जो CPU संचालन से स्वतंत्र है। संचार त्रुटियों और स्मृति का पता लगाने के लिए सीआरसी का उपयोग किया जा सकता है।
RL78 और RX श्रृंखला भी CRC का समर्थन करती है और अन्य सुविधाएँ जोड़ती है। उदाहरण के लिए, रैम समता का पता लगाने सहित RL78, मेमोरी एक्सेस कंट्रोल फ़ंक्शन घड़ी की आवृत्ति और निगरानी कार्यों को सेट करता है। RX में स्व-नैदानिक फ़ंक्शन और डेटा कनवर्टर के फ़ंक्शन की एक समान श्रृंखला शामिल है।
सुरक्षा डिज़ाइन यदि आपकी अगली डिज़ाइन आवश्यकताएँ एक सुरक्षित निकास दोष स्थिति विधि सुनिश्चित करने के लिए हैं, तो इस बात पर विचार करना सुनिश्चित करें कि MCU आपूर्तिकर्ता IEC-60730 मानक का अनुपालन कैसे करते हैं। वास्तव में, सभी एमसीयू विक्रेताओं ने आईईसी -60730 नीति को अपनाया है, हार्डवेयर सुरक्षा अनुपालन फ़ंक्शन के साथ एमसीयू का चयन सामग्री के सिस्टम बिल को कम कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप लागत, शक्ति और प्रदर्शन लाभ हो सकते हैं। इसके अलावा, एमसीयू विक्रेता आमतौर पर आईईसी -60730 की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए नमूना कोड प्रदान करते हैं, कोड आपके अंतिम उत्पाद को सुरक्षित रूप से गलती कोड या सिस्टम हार्डवेयर का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
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