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符合 ASIL-D 的看門狗應用設計

發(fā)布時間:2020-11-12 責任編輯:lina

【導讀】在汽車安全性要求越來越高的電子系統(tǒng)中,為保證系統(tǒng)程序按照預期流程運行,看門狗對程序的監(jiān)控措施已成為功能安全需求不可或缺的部分。比如實現(xiàn)程序運行邏輯的監(jiān)控,實現(xiàn)程序運行時間的監(jiān)控等,這樣的看門狗應用需求,一般的看門狗是無法滿足的,ZLG為用戶推薦使用FS45/65電源管理芯片,其看門狗基于“question/answer”原理實現(xiàn),可以很好的支持相關(guān)功能安全設計。
   
在汽車安全性要求越來越高的電子系統(tǒng)中,為保證系統(tǒng)程序按照預期流程運行,看門狗對程序的監(jiān)控措施已成為功能安全需求不可或缺的部分。比如實現(xiàn)程序運行邏輯的監(jiān)控,實現(xiàn)程序運行時間的監(jiān)控等,這樣的看門狗應用需求,一般的看門狗是無法滿足的,ZLG為用戶推薦使用FS45/65電源管理芯片,其看門狗基于“question/answer”原理實現(xiàn),可以很好的支持相關(guān)功能安全設計。
 
符合 ASIL-D 的看門狗應用設計
 
一、看門狗介紹
 
 符合 ASIL-D 的看門狗應用設計
圖1  Challenger WD
 
FS45/65的看門狗是Challenger WD,基于“question/answer”原理實現(xiàn)看門狗刷新:FS45/65基于線性移位寄存器(LFSR)生成8位偽隨機數(shù),MCU可以發(fā)送自定義LFSR的seed或使用FS45/65默認的LFSR值(0xB2),執(zhí)行預定義的計算,通過SPI發(fā)送結(jié)果給FS45/65進行驗證。驗證正確,會產(chǎn)生新的偽隨機數(shù);驗證錯誤,WD錯誤計數(shù)器遞增,WD_LFSR的值不變,WD錯誤計數(shù)器按照預定的配置,達到一定閾值,對RSTB和FS0B進行控制,從而使系統(tǒng)進入安全狀態(tài)。
 
任何WD的刷新都會重新啟動窗口,這樣可確保MCU與FS65之間的同步,同時與MCU系統(tǒng)獨立的外部看門狗更能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
 
二、看門狗窗口
 
 符合 ASIL-D 的看門狗應用設計
圖2  看門狗窗口
 
第一個看門狗刷新在INIT階段,第一次看門狗刷新后,設備進入正常WD刷新模式,MCU必須在看門狗窗口打開期間刷新看門狗。看門狗窗口時間可以在WD_WINDOW[3:0]位配置為1.0ms到1024ms??撮T狗只能在INIT階段禁用,以允許“重新編程”。
 
l 無論好的、壞的WD刷新或WD超時,都會重新啟動新的WD窗口;
l 可以在任意階段更改窗口時間,更改窗口時間將在下一次WD刷新之后體現(xiàn);
l 窗口的占空比為50%±10%,不可修改。
 
三、看門狗錯誤計數(shù)
 
 符合 ASIL-D 的看門狗應用設計
圖3  看門狗錯誤計數(shù)器
 
FS45/65實現(xiàn)看門狗錯誤計數(shù)器管理,器件在INIT階段通過配置看門狗錯誤計數(shù)閾值來決定RSTB和FS0B的動作,保證系統(tǒng)在發(fā)生嚴重的看門狗故障時,能夠迅速進入安全狀態(tài)。
 
出現(xiàn)看門狗故障時,WD錯誤計數(shù)器加2;正確刷新時,WD錯誤計數(shù)器減1。該原理確保循環(huán)的“OK/NOK”行為收斂于故障檢測。為了允許應用程序的靈活性,在INIT階段,該計數(shù)器的最大值可以使用WD_CNT_RFR[1:0]位進行配置。
 
看門狗錯誤計數(shù)器值可由單片機讀取WD_ERR[2:0]位,用于診斷看門狗是否刷新正確。
 
四、看門狗刷新計數(shù)器
 
 符合 ASIL-D 的看門狗應用設計
圖4  看門狗刷新計數(shù)器
 
看門狗刷新計數(shù)器用于遞減故障錯誤計數(shù)器。每次看門狗正確刷新時,看門狗刷新計數(shù)器將增加1,每當看門狗刷新計數(shù)器達到6,如果下一次WD刷新也很好,故障錯誤計數(shù)器遞減1。
無論看門狗刷新計數(shù)器的當前值是多少,每次刷新看門狗出現(xiàn)錯誤時,看門狗刷新計數(shù)器將復位為0。
 
五、ZLG資源
 
 符合 ASIL-D 的看門狗應用設計
圖5  ZLG資源
 
ZLG為用戶準備了完善的器件使用及功能安全資源,包括器件的評測套件、基礎(chǔ)功能使用說明文檔、基礎(chǔ)功能代碼、功能安全使用說明文檔以及功能安全SafetyLib。
 
六、總結(jié)
 
FS45/65在看門狗應答策略、故障計數(shù)管理功能和診斷等一系列特性都遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)窗口看門狗,能夠有效保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行,并且符合國標GB/T 34590-5程序序列監(jiān)控相關(guān)技術(shù)要求,可達到很高等級的診斷覆蓋率。
 
 
 
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