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[参考译文] AM2612:用于 SIL2 安全输出的 AM2612/AM2632 锁步架构

Guru**** 2986400 points

Other Parts Discussed in Thread: AM2612, AM2632

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/arm-based-microcontrollers-group/arm-based-microcontrollers/f/arm-based-microcontrollers-forum/1662292/am2612-am2612-am2632-lockstep-architecture-for-sil2-safety-outputs

器件型号: AM2612
Thread 中讨论的其他器件: AM2632

您好:

我们正在评估在锁步模式下使用单个 AM2612/AM2632 MCU 来替代我们基于两个独立 MCU (STM32) 的当前解决方案的可能性。

我们需要控制安全输出 (OSSD)、而我们当前的架构使用两对 OSSD 输出、每个输出对都连接到不同的 MCU。

如果两个 OSSD 对连接到同一个 MCU、使用锁步功能是否允许我们保持 SIL2 认证? 根据我的理解、第二个内核仅出于比较目的执行相同的计算、并且不会与外设对称地与主内核交互。

更笼统地说、与基于两个独立 MCU 的架构相比、使用具有锁步功能的单个 MCU 是否可以简化软件开发工作并加快 SIL2 认证流程?

提前感谢您的反馈。

 

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您的理解是正确的

    正确的是、在锁步模式下、第二个 R5F 内核以 两个时钟周期延迟运行、仅用于比较目的 、不会独立控制外设 1.内核之间的任何不匹配都会路由到错误信号模块 (ESM)、该模块可以触发中断或将外部引脚置为有效以进行监控。 这意味着锁步 通过冗余计算提供故障检测、而不是冗余驱动。

    主要问题:单点输出控制

    两个 OSSD 对都连接到单个 MCU 后、您将失去当前双 STM32 架构的物理独立性。 锁步可以检测 CPU 级故障(计算错误,通过 ECC 损坏存储器)、但是:

    • 两对 OSSD 共享同一个外设子系统、电源和时钟域
    • 输出外设、焊盘驱动器或电源轨中的故障会同时影响所有输出
    • 您当前的架构本身就能提供单个 MCU 无法复制的硬件多样性

    这对于 SIL2 是否可以接受、取决于您的特定安全标准 (IEC 61508、ISO 13849、IEC 62061) 和认证机构对 OSSD 通道独立要求的解释。

    软件开发和认证工作

    单锁步 MCU  无需 MCU 间通信、同步协议和交叉检查逻辑、因此可以简化软件开发。 但是、由于以下原因、认证工作量可能不会显著减少:

    • 您必须证明已充分涵盖单 MCU 失效模式(共因失效)
    • AM26x 作为 独立安全元素 (SEooC) 2 提供、这意味着系统级认证责任由您承担
    • 您将需要 TI 的 FMEDA 和安全手册(根据保密协议通过您当地的 TI 销售团队提供)来验证架构的诊断覆盖率 2.
    • 需要在安全软件和非安全软件之间进行适当隔离、这可能需要基于 SafeRTOS 或 MPU 的分区 3.

    建议

    在提交到该架构之前、您应该:

    1. 请咨询认证机构 、了解锁步故障检测(无冗余驱动路径)是否满足 OSSD 应用的 SIL2 要求
    2.  根据保密协议、通过您当地的 TI 销售代表申请 TI 的功能安全配套资料(FMEDA,安全手册)、以评估诊断覆盖率
    3. 考虑外部监控 (例如,ESM 引脚驱动外部安全继电器或输出反馈监控)是否可以补偿独立于双 MCU 的损失

    具有锁步功能的 AM2632 强烈支持 SIL2 计算完整性、但将两个 OSSD 对整合到单个器件上需要额外的理由来实现双 STM32 架构固有的共因失效覆盖。

    后续: 您是否考虑过 AM2632 的四核 型号(独立使用两个 R5F 子系统,而不是在锁步模式中使用)是否可以提供中接地层、从而在保持一定的输出独立性的同时仍整合到单个 MCU?


    1. AM263x 技术参考手册
    2. AM26x 功能安全 SIL3 讨论 (E2E)
    3. AM2612 安全/非安全区域隔离 (E2E)
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    感谢您的回答!