家电设计——安全至关重要！

　　不变存储器：不变存储器是指用于存储程序的非易失性存储器。对大多数MCU来说，它就是闪存。具体需求下，要在不变存储器中检测出1位错误。在某些MCU中，这是内在就有的，如果闪存内容出错就能生成中断。要手动实施，也有很多方法。方法之一就是计算整个存储器的校验和并将其保存在闪存中。在运行时计算闪存校验和并与闪存中存储的值比较。另一种方法就是逐块计算校验和并存储在闪存中。如果闪存块未使用且块中出错，就不认为它是有效故障条件，因为它不会影响程序执行。

　　可变存储器：可变存储器是指数据存储器(即RAM)。测试检查存储器位是否锁死在1或0上，或者是否受到相邻位的影响。March C算法是进行这种测试的首选方法。不过，March C算法测试会改变存储器的内容。RAM被分为不同段，每段需单独测试而且测试段内容需备份，否则就要用EEPROM存储RAM数据。如果测试过于频繁，EEPROM的使用会因闪存耐用性的问题而影响系统生命周期。此外，大多数MCU在耐用性为10-100K次写入周期的闪存中仿真EEPROM。使用RAM本身来备份内容是进行这种测试的更好方法。

　　外部通信：通信接口是许多系统的重要组成部分。为了确保通信接口的可靠性，依据B类规范要求， Hamming distance 3规定必须得到满足。实施的最佳方法就是采用CRC校验。一些MCU采用片上硬件资源对数据进行CRC检查。如果硬件资源不可用，CRC校验可在固件中实施。测试的另一方面就是确保正确的通信时间。如果器件是主机，它就能监控从机响应所花的时间。如果从机花的时间不合理，主机就会触发故障条件。

　　数字I/O：这项测试旨在确保输入/输出引脚根据预期工作。引脚可短接到Vcc或GND，也可短接到其他I/O而导致系统故障。要测试输入功能，应强制使输入引脚进入已知状态。赛普拉斯推出的PSoC 1等器件在大多数I/O上支持内部上拉和下拉。通常说来，外部短接能将引脚驱动到非常高(如果短接到Vcc)或非常低的水平(如果短接到GND)。现在，如果引脚短接到GND而内部上拉激活，引脚仍将读取0，这不是正常工作引脚应有的行为。这就会导致故障情况。如果内部上拉不可用，就必须用外部资源驱动引脚。这就需要额外的硬件，也会增加成本。要测试输出引脚，一旦引脚由器件驱动，其输出状态必须被监控。为此它应通过外部方法连接到另一个引脚，或该引脚必须具备读取功能(能读取引脚状态，不是CPU写入的值)。赛普拉斯推出的PSoC 1支持所有引脚读取。举例来说，如果引脚写入电平为高，但由于外部短接的原因而连接到GND，那么该引脚的读取显示为0，进而显示故障。

　　模数转换器和数模转换器：要检测这些组件，需要一个已知值的来源。一般说来，SoC可提供电压参照，并连接到模数转换器输入。检查模数转换器的输出代码，以核实转换结果是否符合已知的参照值。数模转换器需要模数转换器检查其输出。所以，如果器件提供集成式模数转换器，那将有助于以更低成本实施测试。在数模转换器上进行测试时，首先应进行模数转换器测试，以确保模数转换正确工作。采用的SoC应允许电压参照和数模转换通过内部路由资源路由到模数转换器，这就能大幅降低I/O和PCB路由的复杂性。

　　模拟MUX：模拟Mux的测试方法是，强制将引脚设定为已知值并用固件在通道间切换。模数转换器必须连接到输出上，以检测通道的输入电压。如果该引脚支持输入和输出功能，数模转换可用来提供所需输入来源。

　　要设计安全的家用电器，就要提供自检功能。为MCU开发这种功能会影响产品成本和开发时间，可能在今天高度竞争的市场上造成延误。如果MCU包含厂商提供的自检库，那么就能加速实施。除了时钟之外，针对具体MCU的组件测试无需其他外部硬件。这种测试不会给MCU的选择增加压力。不过，检测I/O、模数转换器和数模转换器可能需要使用外部组件，会增加系统尺寸、成本和开发工作。SoC有助于减少开销，同时能实施B类规范所需的有关测试。