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和所有行業(yè)一樣，高端半導(dǎo)體的利潤要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低端。像德州儀器（TI）這樣的領(lǐng)先廠商對(duì)低端的消費(fèi)類市場早已不感興趣。去年的這個(gè)時(shí)候，TI 推出新型了 Hercules 安全微控制器平臺(tái)，針對(duì)的是醫(yī)療、工業(yè)及交通應(yīng)用。最近，TI又推出新型SafeTI設(shè)計(jì)套件、最新15款安全MCU以及配套電源。為此，TI MCU安全和交通事業(yè)部全球業(yè)務(wù)總監(jiān)Jerold Givens、TI SafeTI產(chǎn)品經(jīng)理John Donaghey和TI汽車電子業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理姜輝專程來京向媒體介紹TI的安全解決方案。 很多應(yīng)用都注重安全性。如汽車的雷達(dá)防撞預(yù)警、ABS防抱死剎車系統(tǒng)、安全氣囊和電子助力轉(zhuǎn)向；高鐵、軌道交通、航空等交通運(yùn)輸應(yīng)用；工業(yè)中的24小時(shí)實(shí)時(shí)控制、化工廠和核能的工業(yè)控制，包括工業(yè)自動(dòng)化、風(fēng)能、清潔能源；醫(yī)療中的麻醉機(jī)、病理監(jiān)護(hù)和核磁共振等。 每個(gè)行業(yè)都有自己的安全規(guī)范。工業(yè)應(yīng)用的很多安全規(guī)范是基于IEC61508安全標(biāo)準(zhǔn)，汽車行業(yè)則著重在ISO26262。ISO26262是去年年底發(fā)布的針對(duì)汽車安全的新的規(guī)范，它是從IEC61508移植過來的。基于上述兩個(gè)安全規(guī)范，TI Hercules MCU的產(chǎn)品線針對(duì)其做硬件開發(fā)以及安全認(rèn)證以達(dá)到對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)。 去年9月份Hercules產(chǎn)品發(fā)布以后，新的一年里有超過100家新的客戶采用TI的Hercules MCU開發(fā)針對(duì)安全性的應(yīng)用。今年TI不但推出Hercules新的產(chǎn)品系列，還推出SafeTI這樣針對(duì)安全性設(shè)計(jì)開發(fā)的套件，以及其他針對(duì)安全性的模擬器件、軟件和配套文檔。 SafeTI：針對(duì)安全的設(shè)計(jì)開發(fā)套件 SafeTI是針對(duì)安全性的開發(fā)設(shè)計(jì)套件。TI一直強(qiáng)調(diào)功能性安全，首先半導(dǎo)體器件的選型，包括MCU和模擬器件是針對(duì)功能性安全的，會(huì)依據(jù)安全規(guī)范如IEC61508和ISO26262來做相應(yīng)的選型；所有的器件制造工藝也遵照QM質(zhì)量管理，完全遵循AEC-Q100（汽車級(jí)）以及TS16949等行業(yè)制造工藝規(guī)范。 很多做安全性領(lǐng)域里的客戶會(huì)花很多時(shí)間在安全性認(rèn)證上。TI提供一系列完善的針對(duì)功能性安全的開發(fā)文檔，幫助開發(fā)者更快更便利地實(shí)現(xiàn)安全性應(yīng)用，并且?guī)椭麄兛焖倌玫较到y(tǒng)級(jí)的安全性證書。 在做評(píng)估以及拿證書的過程當(dāng)中，需要計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)效率和診斷覆蓋率，如果沒有全套安全性文檔伴隨在他每個(gè)開發(fā)階段里面，算這些數(shù)值或拿這些值做認(rèn)證的時(shí)候會(huì)很花時(shí)間。TI能提供很完整的開發(fā)文檔，剛開始設(shè)計(jì)的時(shí)候我們會(huì)提供安全性使用手冊(cè)Safety Manual，它里面會(huì)詳細(xì)介紹產(chǎn)品的安全性特性，會(huì)做一些推薦的使用說明。Safety analysis report安全性分析報(bào)告里面會(huì)有器件級(jí)所有詳細(xì)數(shù)值， 包括FMEDA失效模型分析和診斷報(bào)告，這些數(shù)據(jù)是對(duì)很多開發(fā)者來說是非常有幫助的。除此之外，TI還有Safety case report，是一些安全性的事例報(bào)告，描述TI的產(chǎn)品如何在系統(tǒng)里和安全性規(guī)范保持一致性。針對(duì)功能性安全，TI有一整套方案。除了嵌入式系統(tǒng)，還有一些配套的模擬器件。TPS65381-Q1多路輸出的電源管理芯片是與Hercules相配套做安全性領(lǐng)域的開發(fā)。上述的這些產(chǎn)品的開發(fā)流程，無論是ISO26262還是IEC61508規(guī)范，都是通過我們第三方獨(dú)立審核的符合規(guī)范的開發(fā)流程。 國內(nèi)有一些客戶做安全性領(lǐng)域的時(shí)候最需要的是安全性文檔。TI提供的安全性文檔能非常簡化他們的設(shè)計(jì)開發(fā)，縮短開發(fā)時(shí)間。TI提供的文檔不只是一頁紙的證書而已，很多數(shù)據(jù)和文檔是TI花超過一年以上的時(shí)間做各種測試和分析得來的。. SafeTI分成四個(gè)大的方向，針對(duì)不同的應(yīng)用、不同的安全等級(jí)和安全規(guī)范有不一樣的安全設(shè)計(jì)套件。工業(yè)、醫(yī)療、鐵路等有SafeTI-61508，是根據(jù)IEC61508這個(gè)規(guī)范來的；針對(duì)汽車和交通運(yùn)輸安全有SafeTI-26262，根據(jù)ISO26262規(guī)范；白色家電有SafeTI-60730；在質(zhì)量管理里專門有SafeTI-QM的設(shè)計(jì)開發(fā)套件，包括硬件、軟件和相對(duì)應(yīng)的開發(fā)文檔提供。 SafeTI網(wǎng)站（www.ti.com/Safeti）界面分成四部分。中間演示的是SafeTI 61508、SafeTI 26262、SafeTI 60730和SafeTI QM，每一類都有列到相對(duì)應(yīng)的應(yīng)用。例如，61508應(yīng)用下面會(huì)列出工業(yè)、軌道交通、鐵路系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用方向進(jìn)入，其中可以找到TI能提供什么樣的方案，如MCU、模擬器件以及驅(qū)動(dòng)芯片。在網(wǎng)站中的產(chǎn)品頁面中還附了證書，這個(gè)證書是通過第三方認(rèn)證的，比如滿足IEC61508 SIL-3的芯片中有之前亮相的TMS570。 15款最新Hercules安全微控制器 TI剛剛發(fā)布了15款最新Hercules產(chǎn)品，主要是針對(duì)IEC61508規(guī)范。它們是Hercules的RM4x產(chǎn)品系列，面向工業(yè)、醫(yī)療和電機(jī)控制中涉及安全領(lǐng)域的應(yīng)用。 應(yīng)用于工業(yè)里的：可編程邏輯控制（PLC）、風(fēng)能、清潔能源，針對(duì)工業(yè)控制的電機(jī)、機(jī)床等。醫(yī)療領(lǐng)域有輸氧和病理性監(jiān)護(hù)也需要安全性實(shí)時(shí)處理。 同去年發(fā)布的Hercules平臺(tái)比，新產(chǎn)品最主要的更新在于針對(duì)電機(jī)控制的外設(shè)。它們里面有EPWM、EQEP和ECAP，針對(duì)增強(qiáng)型的PWM和正交編碼接口可以做更靈活的控制，不需要中斷CPU，直接通過特殊外設(shè)針對(duì)電機(jī)做控制處理。它們同時(shí)依然保留之前的高端定時(shí)器，可以非常靈活地用來做輸入和輸出的捕獲。與此同時(shí)，安全性能沒有任何的削弱，雙核處理帶鎖步運(yùn)算，每個(gè)時(shí)鐘周期做鎖步校驗(yàn)。 所有的CPU、RAM和Flash都有自檢，F(xiàn)lash、RAM和EEPROM都帶ECC錯(cuò)誤代碼糾錯(cuò)，做到一個(gè)比特可以直接糾錯(cuò)，兩個(gè)比特的錯(cuò)誤可以被檢測出來。另外，片上電源、片上時(shí)鐘和片外晶振都有相應(yīng)的硬件監(jiān)控。 在最新發(fā)布的RM4x系列當(dāng)中，最低配置的一款的Flash是384KB，最高一款是1.25MB。整個(gè)RM4x系列中最高配置的是去年發(fā)布的具有3MB內(nèi)存的產(chǎn)品。之前的RM4x系列都是基于ARM Cortex-R4F內(nèi)核，帶浮點(diǎn)運(yùn)算功能，今年TI會(huì)推出帶定點(diǎn)運(yùn)算功能的產(chǎn)品。RM4x系列的CPU主頻最高可以到220MHz，低端可以到100MHz。RM4x由低端到高端都滿足IEC61508 SIL-3這樣的安全等級(jí)。 配套的電源管理芯片TPS65381 TPS65381是和Hercules配合的一款電源管理芯片。它不是一顆普通的電源，不是只有幾路電源輸出而已，它具有很多安全診斷和保護(hù)功能：帶內(nèi)嵌自檢，上電的時(shí)候可以自動(dòng)自檢；具有問答型的看門狗，可以跟MCU之間做雙向交互，會(huì)問問題，MCU給回復(fù)，會(huì)判斷MCU的狀態(tài)，如果判斷MCU狀態(tài)有異常，會(huì)有相應(yīng)的機(jī)制去做這樣的處理。其中還有針對(duì)振蕩器和電壓的監(jiān)控以及過溫報(bào)警監(jiān)護(hù)。 TPS65381的輸入范圍非常寬，達(dá)到6到36V，汽車、工業(yè)、醫(yī)療應(yīng)用都可以拿它作為電源輸入。右邊共有五路電源輸出，有6V、1.5A的預(yù)穩(wěn)壓器，還可以給1路CAN供電，另外也可以給ADC或MCU的I/O供電。還有一路電源輸出是在0.8—3.3V的范圍，可以給MCU內(nèi)核供電。最底下的一路輸出是給傳感器供電。因?yàn)樽鲭姍C(jī)控制需要傳感器，如果用TPS65381的話就不需要額外的LDO了。 TPS65381有MCU錯(cuò)誤監(jiān)測的模塊，Hercules MCU有一個(gè)錯(cuò)誤監(jiān)控單元叫ESM錯(cuò)誤信號(hào)管理系統(tǒng)，MCU有一個(gè)專門的引腳會(huì)輸出錯(cuò)誤信號(hào)的狀態(tài)。通過與電源管理芯片的通信，電源芯片就知道現(xiàn)在輸出的錯(cuò)誤類型，它通過客戶設(shè)定的機(jī)制來做出相應(yīng)的動(dòng)作。另外對(duì)于電源來說，在不同的時(shí)間，它的電源范圍是有特定要求的，之前有很多監(jiān)控電壓波動(dòng)的工作是通過小的單片機(jī)來判斷電源的狀態(tài)是不是異常（超過門限的時(shí)候沒有動(dòng)作，或低于門限的時(shí)候它沒有反應(yīng)），TPS65381可以自己直接檢測電壓的狀態(tài)，可以和Hercules MCU進(jìn)行通訊做相應(yīng)的工作，因此不需要額外加單片機(jī)，直接一顆TMS570或者RM 4x配合我們的TPS65381就可以實(shí)現(xiàn)。 針對(duì)電機(jī)控制的設(shè)計(jì)套件SafeTI-61508 SafeTI-61508都可以達(dá)到IEC61508 SIL-3的等級(jí)。SafeTI-61508是針對(duì)電機(jī)控制的套件，有三個(gè)關(guān)鍵器件：中間是Hercules MCU，左邊是DRV8301門驅(qū)動(dòng)器，它自帶診斷和保護(hù)，VDS電壓監(jiān)控，相位比較以及片上自檢、過溫關(guān)斷保護(hù)以及橋驅(qū)使能，橋驅(qū)使能可以通過電源把它禁掉。 TPS65381電源管理芯片是和MCU做雙向通訊，去保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)處于正常使用狀態(tài)。MCU的ePWM產(chǎn)生PWM輸出到DRV8301做電機(jī)驅(qū)動(dòng)。先進(jìn)的高端定時(shí)器可以捕獲PWM的輸入或輸出，做I/O輸入和輸出捕獲。另外eQEP和eCAP的功能也很強(qiáng)大，可以做傳感器信號(hào)的捕獲，和PWM高端定時(shí)器做反饋和冗余。紅顏色的部分都是針對(duì)安全性的設(shè)計(jì)，診斷和保護(hù)都是用硬件來實(shí)現(xiàn)的。 
SafeTI安全電機(jī)控制套件不但包括Hercules MCU、TPS65381電源和DRV8301驅(qū)動(dòng)，另外還包含電機(jī)，客戶通過CCS開發(fā)環(huán)境，你可以在一分鐘之內(nèi)把電機(jī)給轉(zhuǎn)起來，非常方便�，F(xiàn)在用戶就可以通過網(wǎng)站申請(qǐng)這套電機(jī)控制套件。SafeTI的電機(jī)控制套件自帶的電機(jī)最高轉(zhuǎn)速可以到6000rpm，這樣可以更便捷地做工業(yè)和醫(yī)療電機(jī)，更貼切客戶的實(shí)際應(yīng)用。 開發(fā)套件內(nèi)除了開發(fā)板還帶有光盤，里面有開發(fā)環(huán)境如CCS V.5以及ARM編譯器，還有HALCoGen，它是配置底層驅(qū)動(dòng)的軟件。HALCoGen是完全圖形化配置的界面，用戶不需要讀使用手冊(cè)就可以直接很便利地完成配置，而且可以把生成的C代碼直接導(dǎo)入到CCS里做編譯，方便快捷地進(jìn)行開發(fā)。TI還有高端定時(shí)器的IDE，針對(duì)ECC和Flash編程工具全部可以在光盤里找到。光盤里還包括安全演示、電機(jī)演示和參考代碼。 針對(duì)汽車應(yīng)用開發(fā)的SafeTI設(shè)計(jì)套件 TI將于10月10日發(fā)布針對(duì)汽車應(yīng)用開發(fā)的SafeTI設(shè)計(jì)套件，同時(shí)有針對(duì)汽車應(yīng)用的新產(chǎn)品發(fā)布。這兩個(gè)月TI會(huì)爆炸性地推出一系列的針對(duì)安全性領(lǐng)域的方案，涉足的領(lǐng)域不光是工業(yè)、醫(yī)療，也有針對(duì)汽車的應(yīng)用。 |
