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符合 ASIL-D 的看門狗應(yīng)用設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2020-11-12 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)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(yù)期流程運(yùn)行,看門狗對(duì)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(shí)現(xiàn)程序運(yùn)行邏輯的監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)行時(shí)間的監(jiān)控等,這樣的看門狗應(yīng)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(shí)現(xiàn),可以很好的支持相關(guān)功能安全設(shè)計(jì)。
   
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(yù)期流程運(yùn)行,看門狗對(duì)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(shí)現(xiàn)程序運(yùn)行邏輯的監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)行時(shí)間的監(jiān)控等,這樣的看門狗應(yīng)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(shí)現(xiàn),可以很好的支持相關(guān)功能安全設(shè)計(jì)。
 
符合 ASIL-D 的看門狗應(yīng)用設(shè)計(jì)
 
一、看門狗介紹
 
 符合 ASIL-D 的看門狗應(yīng)用設(shè)計(jì)
圖1  Challenger WD
 
FS45/65的看門狗是Challenger WD,基于“question/answer”原理實(shí)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(jī)數(shù),MCU可以發(fā)送自定義LFSR的seed或使用FS45/65默認(rèn)的LFSR值(0xB2),執(zhí)行預(yù)定義的計(jì)算,通過SPI發(fā)送結(jié)果給FS45/65進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證正確,會(huì)產(chǎn)生新的偽隨機(jī)數(shù);驗(yàn)證錯(cuò)誤,WD錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器遞增,WD_LFSR的值不變,WD錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器按照預(yù)定的配置,達(dá)到一定閾值,對(duì)RSTB和FS0B進(jìn)行控制,從而使系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)。
 
任何WD的刷新都會(huì)重新啟動(dòng)窗口,這樣可確保MCU與FS65之間的同步,同時(shí)與MCU系統(tǒng)獨(dú)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(yīng)用設(shè)計(jì)
圖2  看門狗窗口
 
第一個(gè)看門狗刷新在INIT階段,第一次看門狗刷新后,設(shè)備進(jìn)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??撮T狗窗口時(shí)間可以在WD_WINDOW[3:0]位配置為1.0ms到1024ms。看門狗只能在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(shí),都會(huì)重新啟動(dòng)新的WD窗口;
l 可以在任意階段更改窗口時(shí)間,更改窗口時(shí)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(cuò)誤計(jì)數(shù)
 
 符合 ASIL-D 的看門狗應(yīng)用設(shè)計(jì)
圖3  看門狗錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器
 
FS45/65實(shí)現(xiàn)看門狗錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器管理,器件在INIT階段通過配置看門狗錯(cuò)誤計(jì)數(shù)閾值來決定RSTB和FS0B的動(dòng)作,保證系統(tǒng)在發(fā)生嚴(yán)重的看門狗故障時(shí),能夠迅速進(jìn)入安全狀態(tài)。
 
出現(xiàn)看門狗故障時(shí),WD錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器加2;正確刷新時(shí),WD錯(cuò)誤計(jì)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(yīng)用程序的靈活性,在INIT階段,該計(jì)數(shù)器的最大值可以使用WD_CNT_RFR[1:0]位進(jìn)行配置。
 
看門狗錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器值可由單片機(jī)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(jì)數(shù)器
 
 符合 ASIL-D 的看門狗應(yīng)用設(shè)計(jì)
圖4  看門狗刷新計(jì)數(shù)器
 
看門狗刷新計(jì)數(shù)器用于遞減故障錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器。每次看門狗正確刷新時(shí),看門狗刷新計(jì)數(shù)器將增加1,每當(dāng)看門狗刷新計(jì)數(shù)器達(dá)到6,如果下一次WD刷新也很好,故障錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器遞減1。
無論看門狗刷新計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值是多少,每次刷新看門狗出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí),看門狗刷新計(jì)數(shù)器將復(fù)位為0。
 
五、ZLG資源
 
 符合 ASIL-D 的看門狗應(yīng)用設(shè)計(jì)
圖5  ZLG資源
 
ZLG為用戶準(zhǔn)備了完善的器件使用及功能安全資源,包括器件的評(píng)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(yīng)答策略、故障計(jì)數(shù)管理功能和診斷等一系列特性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)窗口看門狗,能夠有效保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,并且符合國標(biāo)GB/T 34590-5程序序列監(jiān)控相關(guān)技術(shù)要求,可達(dá)到很高等級(jí)的診斷覆蓋率。
 
 
 
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