《電子技術(shù)應(yīng)用》
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符合ASIL-D的看門狗應(yīng)用設(shè)計(jì)

2020-11-04
來源:ZLG立功科技·致遠(yuǎn)電子

摘要:當(dāng)下,,一邊汽車自動化駕駛的發(fā)展勢頭節(jié)節(jié)攀高,,一邊頻頻出現(xiàn)各類痛心的質(zhì)量事故。需求促進(jìn)變革,,需求促進(jìn)功能安全在汽車電子的快速落地,,本文就帶你領(lǐng)略高安全等級設(shè)計(jì)中的看門狗

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)。

 

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一,、看門狗介紹

 

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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,,會產(chǎn)生新的偽隨機(jī)數(shù),;驗(yàn)證錯誤,WD錯誤計(jì)數(shù)器遞增,,WD_LFSR的值不變,,WD錯誤計(jì)數(shù)器按照預(yù)定的配置,達(dá)到一定閾值,,對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的刷新都會重新啟動窗口,,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

 

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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(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,。看門狗窗口時(shí)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(shí),都會重新啟動新的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、看門狗錯誤計(jì)數(shù)

 

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圖3  看門狗錯誤計(jì)數(shù)器

FS45/65實(shí)現(xiàn)看門狗錯誤計(jì)數(shù)器管理,,器件在INIT階段通過配置看門狗錯誤計(jì)數(shù)閾值來決定RSTB和FS0B的動作,,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錯誤計(jì)數(shù)器加2,;正確刷新時(shí),WD錯誤計(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

 

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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)錯誤時(shí),,看門狗刷新計(jì)數(shù)器將復(fù)位為0。

五,、ZLG資源

 

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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)到很高等級的診斷覆蓋率。


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