从事各种消费设备设计的团队面临着满足相关安全标准的挑战，包括欧洲 IEC 60730 规范。 大多数公司都希望为全球市场设计产品，因此设计团队通常负责满足所有设备设计的最严格的全球标准。 您当然可以使用任何微控制器 (MCU) 和相应的支持 IC 开发的兼容产品。 然而，越来越多的 MCU 包括硬件特定功能，而无需外部组件来实现合规性。 让我们看看您是否需要安全合规性，以及一些旨在为 MCU 合规性铺平道路的设计。
具体而言，IEC 60730-1 标准解决了使用本规范附录 H 中基于 MCU 的控制系统的问题。 大多数消费电器，如洗衣机、冰箱和类似产品都属于 B 类。 本标准的目的是确保系统故障不会导致设备的不安全运行。 例如，系统故障不应导致不安全的温度，这可能会伤害操作员或引起火灾。
另请注意，此处将讨论的 IEC 60730 和技术背后的概念可以应用于消费类设备应用程序之外。 事实上，许多类型的嵌入式系统（不一定受监管标准管理）都需要防范系统故障。
通常在基于 MCU 的系统中，IEC-60730 合规性取决于您添加到固件中的应用程序代码。 但是，以安全为中心的 MCU 硬件功能可以通过消除外部组件来简化固件开发，提高性能并降低成本。
合规方法 有三种主要方法可以设计符合 IEC 60730 标准的基于 MCU 的系统。 最复杂的架构使用所谓的双通道、并联双 MCU 和控制电路，并具有比较功能，可确保两个通道产生相同的结果。 然而，对于消费市场而言，这种方法通常被认为过于昂贵。 然后，我们选择限制两种单通道方法的成本。 您可以在产品制造时测试系统，以防止未能达到合规性。 过去通常选择制造测试方法，它是最简单、成本最低的替代方法。 如今，越来越多的产品制造商选择添加定期自检功能，以确保产品在现场不会出现故障，这是我们在这里重点介绍的方法。
实际的安全认证是在终端设备上进行的，但附录 H 中的潜在故障适用于 MCU。 事实上，附件包括 MCU 内部元件的详细列表，相关故障必须在定期自检中进行测试，并以某种方式进行测试。 例如，自检寄存器必须检测卡或程序计数器（PC）的故障值，单位内存错误检测，以及检测不正确的中断操作——包括没有发生中断、中断发生太频繁. 附加元件解决通讯故障和正确计时时钟操作，操作顺序。
洗衣机实例 现在让我们来看看 MCU（特别是通常称为数字信号控制器 (DSC) 是由 DSP MCU 支持的）如何简化合规性的一些实例。 图 1 描绘了基于德州仪器 (TI) DSC 洗衣机的设计框图。 此图适用于定点 DSC TMS320C24x 系列、TMS320F282x 指定系列 DSC 和 TMS320F2802x/2806x Piccolo 系列定点和浮点 DSC。 所有这些都依赖于 DSC 32 TI C2000 内核，这些内核可以在单个 DSP 处理器设计（主要是电机控制）和系统控制任务中进行处理。 可能是，但无论如何，IEC-60730 C2000 DSC 元素是在单独的 MCU 上与 DSC 中的系统控制器一起捕获的。
图1：DSC TI C2000系列实现独立时钟等功能，简化系统设计，符合IEC-60730标准。
TI DSC 提供了多种元素来支持合规性。 例如，IC芯片振荡器包括一个双。 驱动主 MCU 和操作系统。 第二次可以用作独立于所实施的自检定期执行的控制组。 IC还包括监控电源电压的监控电路，这可能会导致标准中描述的故障。 此外，DSC 还包括写保护寄存器。
当然，许多应用程序不需要 DSC 提供的 32 位设备处理能力。 幸运的是，MCU 供应商在传统的 60730 位和 8 位 MCU 系列上提供符合 IEC-16 标准的功能。
飞思卡尔实时中断 例如，飞思卡尔在其 MC9S08AWx MCU 上支持这些功能，该 MCU 是范围广泛的 MC9S08 8 位系列的一部分。 9S08AW MCU包含实时中断（RTI）功能，可以实现很多自检功能。 图 2 描述了 RTI 功能。 在图的顶部，实时中断状态控制寄存器（The SRTISC）包括3个——实时中断延迟选择（RTIS）——设置CPU周期性的中断间隔。 间距可能在 8 毫秒到 1.04 秒之间变化。 来自 1-KHz RC 振荡器的集成中断，独立于 CPU 时钟。
图2：使用飞思卡尔称为实时中断功能（RTI）作为中断服务程序启动，用于检查是否存在IEC-60730定义的故障的系统。
自检功能是在RTI产生的中断服务程序（ISR）中实现的。 例如，ISR 可以在每次迭代期间检查 PC 的值。 如果 PC 在三个连续迭代中保持不变，则 ISR 可以假设 MCU 卡并在软件周期中采取预防措施。
RTI 还允许 ISR 监视时钟频率。 ISR 仅使用积分时间为每个中断服务获取时间戳，并验证每个连续读数是否有效。 此外，通过内置功能的内部时钟发生器在片上实现，测试可以慢或快，或时钟 CPU 时钟丢失。 ISR 激活 RTI 锁定并可以监视时钟丢失检测功能寄存器。
飞思卡尔支持许多不同的面向安全的功能，包括检查内存准确性的方法。 此外，该公司还支持具有以 IEC-16 为中心的特性的 56 位 DSC MC60730Fx 系列。
跨MCU架构IEC 60730 同时，瑞萨MCU在不同架构领域可能拥有最广泛的，主要是因为该公司销售的是前日立、三菱和NEC的传统MCU。 微电子业务。 但是，该公司在整个产品组合中具有非常一致的安全合规性功能。
看门狗定时器 (WDT) 是在大多数情况下使用安全标准的关键组件。 瑞萨成熟的8位和16位R8C、M16C、8位和16位32位H8系列以及SuperH MCU实现了独立于CPU时钟源的WDT。
瑞萨继续保持对更新的 16 位和 32 位 RL78 MCU 系列 RX 系列的可靠 WDT 支持。 此外，随着时间的推移，该公司还在硬件中添加了其他功能。 比如引入了独立于CPU运行的M16C CRC（循环冗余校验）计算块。 CRC 可用于检测通信错误和内存。
RL78 和 RX 系列还支持 CRC 并添加其他功能。 例如，RL78 包括 RAM 奇偶校验检测、内存访问控制功能设置时钟频率和监控功能。 RX 包括一系列类似的自诊断功能和数据转换器的功能。
安全设计 如果您的下一个设计要求确保安全退出故障条件的方法，请务必考虑 MCU 供应商如何遵守 IEC-60730 标准。 事实上，所有 MCU 厂商都采用了 IEC-60730 政策，选择具有硬件安全合规功能的 MCU 可以减少系统物料清单，从而产生成本、功耗和性能优势。 此外，MCU 供应商通常会提供样本代码来满足 IEC-60730 的要求，这些代码将大大加速您的最终产品设计，以安全地承受故障代码或系统硬件。
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