RA CLASS B认证函数库使用简介

 

 

介绍

RA系列单片机是瑞萨推出的32位ARM单片机，在某些产品中需要通过安规认证，如IEC60730（CLASS B），芯片硬件本身已经通过IEC60730认证了，今天主要说RA芯片软件自检函数库。

 

 

 

主要内容

RA的IEC60730例程可以识别下方二维码或复制下方网址在浏览器中打开进入瑞萨官网直接获取（需登录官网）：

https://www.renesas.cn/cn/zh/document/scd/ra-family-iec-6073060335-self-test-library-ra-mcu-cm4cm23

目前包括RA2A1、RA2L1、RA4M1、RA6M1四个系列芯片的例程。MCU自检分为两个部分：初始化自检和循环调用自检，可以分为以下：CPU、ROM、RAM、Clock、IWDT、Voltage、ADC、Temperature、POE、GPIO共10个部分，其中GPIO检测需要动作GPIO电位只能初始化时自检。

 

 

移植CLASS B代码

 

1

将SelfTestLib（CLASS B测试代码文件）和srec（CRC脚本及其配置参数文件）加入自己工程中，并加入工程的includes目录中如下图1。并根据芯片的特性，排除不需要的模块，如RA2系列MCU没有FPU模块，需排除，否则编译报错。

 

图1

2

可根据自身芯片的FLASH大小更改CRCcalcCmdXXKB.txt和CRCcalcCmdDebugXXKB.txt对应的数值。

3

添加CRC计算脚本，加入脚本命令arm-none-eabi-objcopy -O srec "${ProjName}.elf"  "Original.srec"  & ${ProjDirPath}/srec/srec_cat   @${ProjDirPath}/srec/CRCcalcCmd64KB.txt，并利用仿真将CRC计算后的值写入ROM内存中的最后一个32位字节，如图2。

 

图2

4

设置一个周期性中断调用CLASS B周期性自检，周期时间长短可根据安规公司要求调整。

 

按照上述步骤作者成功编写移植了瑞萨官方提供的函数库，并编译通过无报错，见图3。 

 

图3

 

CLASS B各个模块自检介绍

 

CPU

 

 

CPU的测试方式为向寄存器内写入数据，然后读出校验其是否能正常写入、读出，在写入数据和完成后会有将之前工作数据入栈（PUSH {R0-R7}）和恢复数据的出栈指令（POP {R0-R7}）等，运行CPU自检程序时，不能被其他程序打断，否则会发生数据运行错误。

ROM

 

 

ROM测试方式为引入外部脚本srec计算出CRC值写入内存的最后一位并与RA单片机内部CRC计算值对比，从而完成对ROM的计算,外部脚本写入地址如u图4中所示。

 

图4

RAM

 

 

RAM模块检验方式是向MCU的RAM区域进行读写测试，完成RAM校验。

CLOCK

 

 

CLOCK可采用内部或是外部时钟检验MCU主时钟，本例程中选中IWDTCLOCK时钟作为基准时钟。其中CLOCK的校验函数ClockMonitor_Init(HOC

O , IWDTCLK , CLOCK_FREQ_MAIN , 15000 , Clock_Test_Failure);

参数1：目标时钟

参数2：基准时钟

参数3：目标时钟频率

参数4：基准时钟频率

参数5：错误时回调函数

VOLTAGE

 

 

VOLTAGE检验是MCU打开LVD电压监控模式，如果MCU电源电压低于设定电压时MCU调用不可屏蔽中断NMI，进入报错函数。电压检测调用VoltageMonitor_Init(VOLTAGE_MONITOR_LEVEL_2_79);本例程中电源低于2.79V进入报错函数。

ADC

 

 

MCU内部有个ADC CRC模块，可以将ADC引脚接入CRC模块中，模块会产生0V基准、VCC/2基准、VCC电压基准来校验ADC，需要实时查看ADC引脚上的电压，看ADC模块能否正常转换电压。

TEMPERATURE

 

 

MCU内部有温度传感器TSN，可实时查看温度情况，一旦超过设定范围，可进入报错。

GPIO

 

 

GPIO检验功能在将GPIO设置为输出模式，然后读取管脚输出电平，既而判断完成检验。在GPIO外接电路时，可能会接上容性负载，GPIO管脚电平变化时可能是缓慢变化，所以设置完输出后要根据电路连接适当延时检测，从而避免发生错误。

 

作者对CLASS B自检各个模块项目所用时间长度做了大致的测算如图5

 

图5

 

 

结论

作者移植成功IEC60730安规认证库发现上电初始化自检大概需要70ms，且每隔一段时间会定时自检各个模块，其中最长的一次模块自检须用时长1.48ms，加入库代码时要考虑此时间长度是否对自身逻辑有无影响。注意循环测试中CPU自检不应该被任何中断打断，鉴于CPU测试时间比较短（小于1mS），建议开始CPU测试之前关闭中断、CPU测试完成后再打开中断，若强行打断CPU自检会导致程序跑飞、栈溢出等严重后果。此外GPIO自检会动作IO电平，对于大多数应用来说是不允许的，可跟安规公司沟通酌情添加此模块自检函数。

 

 

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原文标题：RA CLASS B认证函数库使用简介

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