在生活中，很多人都不知道家电设计——安全至关重要！是什么意思，其实他的意思是非常简单的，下面就是小编搜索到的家电设计——安全至关重要！相关的一些知识，我们一起来学习下吧！
无比较的双通道是一种比较昂贵的控制功能实施方法，特别对小家电而言更是如此。这种方法也会带来额外的固件开销，如处理器间通信等。这种方法是B类控制功能最不倾向采用的方法。不过，C类控制功能必须采用这种方法。
(资料图片仅供参考)
下面我们看看单通道阶段性自检的有关软件要求。根据规范要求，许多电子控制组件必须经过测试。以下给出了必须测试以满足规范要求的组件列表：
· CPU
· 中断处理和执行
· 时钟
· 不变存储器
· 可变存储器
· 寻址
· 内部数据路径数据
· 内部数据路径寻址
· 外部通信
· 数字I/O
· 模数转换器和数模转换器
· 模拟MUX
寻址、内部数据路径数据和内部数据路径寻址在MCU使用外部存储器时都应进行测试。本文后续部分不讨论这三种组件。
CPU：这项测试明确CPU及其相关寄存器是否正确工作。举例来说，应对累加器、状态寄存器等进行测试以确保其不会在特定值锁死。该测试也可直接进行，即将已知值写入寄存器并回读，随后比较检查写入和读取值是否相同。对不支持直接写入的状态寄存器来说，可执行特定指令将寄存器带入已知状态。举例来说，通过对两个数字做加法并让累加器溢出，可以设置carry标记。程序计数器的损坏将改变程序执行流程，这就必须终止器件。该寄存器的检测不像上述其他寄存器那样直接明了。如程序计数器锁死在某个值上，可使用监视计时器来重置器件。
中断处理和执行：这项测试检查两个因素：是不是没有生成中断，或中断是不是生成得太频繁了。中断没有固定的最小和最大数量，这很大程度上取决于系统实施。这项测试可用计数变量来检查给定时间内中断生成的次数。时间戳可用计时器生成。此外，监视计时器可用来检查中断是否生成太过频繁并影响系统性能。如果监视计时器无法在中断触发频率下清空，就会导致系统重启。
时钟：这项测试检查系统时钟是否准确。测试时需要利用参考时钟源生成固定的频率测量时间间隔。外部晶体振荡器(ECO)是最佳实施方案。大多数MCU/混合信号器件都包含一个ECO，只需一个外部晶体与负载电容进行连接就能生成准确的低频时钟。如果器件不支持ECO功能，那就需要外部时钟生成器。一旦获得了准确的参照时钟，就能用来生成时间戳，并可利用计数器来检测系统频率。
我们正进入人类能以更低廉价格拥有更多电子产品的新时代。电子产品已经成为我们生活的必需品。举例来说，普通消费者现在都拥有冰箱、洗衣机、咖啡机等。将分离式IC带来的智能特性集成到电器中，能够改进用户体验，提供电子控制、触摸用户界面和高级显示等功能。这些特性非常有用，而安全性也是消费者关注的重点。没有人希望电器构成安全威胁。
目前许多家用电器都采用微控制器，如果微控制器出现问题，就可能发生误操作。举例来说，微控制器的时钟如果不能准确工作或者引脚短接到电源或其他引脚，就可能造成灾难性后果。
由于安全正成为所有消费者最关心的问题，因此家用电器制造商应当在所有最终用户产品中增加更多安全特性。为了确保家电制造商采取所有必要的安全措施，检测所有必要的故障条件，国际电子技术委员会(IEC)制定了家电安全规范标准。该标准的文件号为B类安全要求部分的IEC spec IEC60730。在某些国家，制造商必须确保家电满足上述规范要求，否则就无法销售产品。
对家电制造商来说，这些安全特性是系统设计的附加部分，会增加复杂性和成本，也会延长开发时间。为了让家电通过认证，安全特性的设计必须能够可靠地检测多种故障情况，并根据安全要求指南采取所需的行动。在我们详细介绍安全特性实施之前，先来看看IEC60730-1规范的要点。
该规范定义了三类控制功能软件——A类、B类和C类。A类控制功能不含任何安全措施。家电属于B类，B类的目标是避免家电的不安全操作。比方说，如果电磁炉的控制部分出了故障，就不能触发加热部件开关。C类控制功能旨在避免发生爆炸等危险。
为了满足B类软件要求，实施方案必须具备以下条件之一：
· 支持功能测试的单通道：就这种实施方案而言，设备在发货前针对目标功能进行测试。实施方案基于一个控制单元/MCU。
· 支持阶段性自检的单通道：就这种实施方案而言，设备在运行时进行阶段性检测。在这种实施方案中也采用单MCU。
· 无比较的双通道：这种实施方案用两个MCU执行多种关键任务。两个MCU沟通确保所有元素都正常运行工作。
支持功能测试的单通道能避免实施方案的复杂性。但是，这种方法的可靠性比较低，因为设备不在运行时检测，故障无法检测到，进而会引发不安全工作。此外，由于设备必须在发货前进行检测，这就会大幅提高制造成本。
支持阶段性自检的单通道方法适用于在降低制造成本的同时确保最大安全性。为了实现这一目标，安全特性的实施成为硬件和固件的重要组成部分。在必要阶段必须捕获到这一点。一些微控制器制造商为其产品提供自检库，而且这些库可加入到最终应用中。一些微控制器制造商还让库通过认证，以确保正确工作，并实现在最终应用中对这些功能的集成。这就有利于让最终应用通过认证，减少开销和成本，同时也消除了满足产品生产进度要求的瓶颈。因此，在选择MCU或混合信号器件时，要注意是否提供自检库。
不变存储器：不变存储器是指用于存储程序的非易失性存储器。对大多数MCU来说，它就是闪存。具体需求下，要在不变存储器中检测出1位错误。在某些MCU中，这是内在就有的，如果闪存内容出错就能生成中断。要手动实施，也有很多方法。方法之一就是计算整个存储器的校验和并将其保存在闪存中。在运行时计算闪存校验和并与闪存中存储的值比较。另一种方法就是逐块计算校验和并存储在闪存中。如果闪存块未使用且块中出错，就不认为它是有效故障条件，因为它不会影响程序执行。
可变存储器：可变存储器是指数据存储器(即RAM)。测试检查存储器位是否锁死在1或0上，或者是否受到相邻位的影响。March C算法是进行这种测试的首选方法。不过，March C算法测试会改变存储器的内容。RAM被分为不同段，每段需单独测试而且测试段内容需备份，否则就要用EEPROM存储RAM数据。如果测试过于频繁，EEPROM的使用会因闪存耐用性的问题而影响系统生命周期。此外，大多数MCU在耐用性为10-100K次写入周期的闪存中仿真EEPROM。使用RAM本身来备份内容是进行这种测试的更好方法。
外部通信：通信接口是许多系统的重要组成部分。为了确保通信接口的可靠性，依据B类规范要求， Hamming distance 3规定必须得到满足。实施的最佳方法就是采用CRC校验。一些MCU采用片上硬件资源对数据进行CRC检查。如果硬件资源不可用，CRC校验可在固件中实施。测试的另一方面就是确保正确的通信时间。如果器件是主机，它就能监控从机响应所花的时间。如果从机花的时间不合理，主机就会触发故障条件。
数字I/O：这项测试旨在确保输入/输出引脚根据预期工作。引脚可短接到Vcc或GND，也可短接到其他I/O而导致系统故障。要测试输入功能，应强制使输入引脚进入已知状态。赛普拉斯推出的PSoC 1等器件在大多数I/O上支持内部上拉和下拉。通常说来，外部短接能将引脚驱动到非常高(如果短接到Vcc)或非常低的水平(如果短接到GND)。现在，如果引脚短接到GND而内部上拉激活，引脚仍将读取0，这不是正常工作引脚应有的行为。这就会导致故障情况。如果内部上拉不可用，就必须用外部资源驱动引脚。这就需要额外的硬件，也会增加成本。要测试输出引脚，一旦引脚由器件驱动，其输出状态必须被监控。为此它应通过外部方法连接到另一个引脚，或该引脚必须具备读取功能(能读取引脚状态，不是CPU写入的值)。赛普拉斯推出的PSoC 1支持所有引脚读取。举例来说，如果引脚写入电平为高，但由于外部短接的原因而连接到GND，那么该引脚的读取显示为0，进而显示故障。
模数转换器和数模转换器：要检测这些组件，需要一个已知值的来源。一般说来，SoC可提供电压参照，并连接到模数转换器输入。检查模数转换器的输出代码，以核实转换结果是否符合已知的参照值。数模转换器需要模数转换器检查其输出。所以，如果器件提供集成式模数转换器，那将有助于以更低成本实施测试。在数模转换器上进行测试时，首先应进行模数转换器测试，以确保模数转换正确工作。采用的SoC应允许电压参照和数模转换通过内部路由资源路由到模数转换器，这就能大幅降低I/O和PCB路由的复杂性。
模拟MUX：模拟Mux的测试方法是，强制将引脚设定为已知值并用固件在通道间切换。模数转换器必须连接到输出上，以检测通道的输入电压。如果该引脚支持输入和输出功能，数模转换可用来提供所需输入来源。
要设计安全的家用电器，就要提供自检功能。为MCU开发这种功能会影响产品成本和开发时间，可能在今天高度竞争的市场上造成延误。如果MCU包含厂商提供的自检库，那么就能加速实施。除了时钟之外，针对具体MCU的组件测试无需其他外部硬件。这种测试不会给MCU的选择增加压力。不过，检测I/O、模数转换器和数模转换器可能需要使用外部组件，会增加系统尺寸、成本和开发工作。SoC有助于减少开销，同时能实施B类规范所需的有关测试。
