航顺芯片多系列MCU通过家电金“标准”——IEC 60730认证

发布时间：2023-11-02 09:13
作者：AEMEYA360
来源：网络
阅读量：1598

　　智慧家电走进千家万户，家电的安全性问题至关重要。而随着智慧家电集成更多功能，其系统复杂度也愈加复杂——集成各类分离式IC以实现电子控制、高级显示等功能，如何确保面向智慧家电的嵌入式控制硬件和软件的安全运行?

　　近日，航顺芯片HK32C030/C005/C105/C207/R78X系列产品通过了IEC 60730认证，可提供符合CLASS B标准的功能安全库，为智慧家电厂商减少终端产品安全认证的时间与成本，助力缩短产品上市时间，从底层提高产品的稳定性和安全性。

航顺芯片多系列MCU通过家电金“标准”——IEC 60730认证

　　安全性是智慧家电的生命!国际电工委员会：IEC 60730“金标准”

　　国际电工委员会制定了IEC 60730标准，以定义多种安全测试和诊断方法，能够及时检测出系统故障并消除产生危害的风险。该标准应用于白色家电和其他电器的设计时，可提高智慧家电产品安全性。

　　IEC 60730将基于微控制器的家用电器安全标准分为3类：

　　A类：与设备安全无关的控制功能

　　应用场景：温湿度控制、照明控制等

　　B类：旨在防止受控设备的不安全运行

　　应用场景：洗衣机、电冰箱等

　　C类：旨在防止特殊危害，例如防止设备爆炸

　　应用场景 ：自动燃烧器、燃气型烘干机等

　　典型的家用电器，比如白电需要符合B类级别的保护，其保护涵盖：CPU寄存器和程序计数器、中断处理及执行、系统时钟频率、存储器检测等关键部件的监控或者检测。这样能够有效地防止家电因不安全的操作造成伤害，如洗衣机的电控门锁、电机热关断机制等

　　航顺HK32MCU提供完整的功能安全库，协助客户实现功能安全设计

　　家电厂商可以将认证过的HK32MCU安全程序库，嵌入到整套系统软件中实现自我检测功能，进而申请最终产品的IEC 60730功能安全标准相关认证。

　　在正常情况下，程序运行会通过Reset复位开始, 经历绿色框部分来完成所有的功能,其中包括了应用app的启动配置, Main函数的功能执行以及多个中断的执行判断。为了实现IEC 60730的安全功能,我们在程序中增加了蓝色部分,其中包括Reset后的模块安全启动检测以及运行时的周期检测,同时增加了失败判断接口，如功能安全软件总体流程图所示。

　　其中启动时检测包括：

　　CPU启动检测

　　看门狗启动时检测

　　Flash启动时检测

　　RAM启动时检测

　　时钟启动时检测

　　控制流启动时检测

　　运行时周期检测包括：

　　CPU运行时检测

　　栈边界运行时溢出检测

　　系统时钟运行时检测

　　Flash CRC运行时检测

　　控制流运行时检测

　　看门狗运行时刷新

　　RAM运行时检测(在中断服务程序中进行)

航顺芯片多系列MCU通过家电金“标准”——IEC 60730认证

　　功能安全软件总体流程图5G、人工智能以及物联网等新兴技术的发展，加速着智慧家电产品的迭代式升级，也为智慧家电市场持续增长带来长足动力。航顺芯片HK32MCU具备低功耗、高可靠和高兼容等特性，可为家电产品提供更具差异化的产品性能和成本优势，已成为广大家电厂商的不二选择。

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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　　一、电子烟的市场与规模增长　　全球电子烟市场规模在2022年达到了347.3亿元人民币，同比增长17.61%，2015年至2022年市场规模年复合增长率接近27.05%。中国市场在2022年的电子烟产值达到625.4亿元人民币，同比增长8.1%，2015年至2022年复合增长率接近29.41%。　　二、电子烟市场分部　　全球电子烟需求主要集中在欧洲和美洲地区，预计 2028 年欧洲地区电子烟市场规模约 115 亿美元，美洲地区 2028 年电子烟市场规模预计达 122 亿美元。非洲市场增速快，2022 至 2028 年 CAGR 为 9.5%。　　电子烟市场在全球范围内保持着快速增长的势头，特别是在中国市场，电子烟行业正逐渐替代传统卷烟成为烟民的新选择，市场规模和渗透率有望进一步提升。同时，随着政策的逐步出台和监管的加强，电子烟行业的经营将更加规范化。　　三、航顺电子烟方案　　基于航顺HK32F0301MC设计电子烟，通过高级定时器输出PWM到MOS 驱动，MOS驱动控制MOS管升降压，同时将负载阻值、输出功率等信息送显示，短路保护模块，检测MOSFET工作时两端的压差，压差超过设定阈值时，关闭MOSFET，停止工作，精准的加热丝阻抗测量功能和ADC采集电流，形成过吸保护，让电子烟更智能、用户体验更好。可以从多个方面带来显著的好处，HK32F0301MC方案是对舒适度、烟雾检测准确性、电池续航能力、可靠性及安全性。　　产品系统框图　　航顺HK32F0301MC系列MCU主要规格      >CPU 内核ARM® CortexTM-M0　　>最高时钟频率：48MHz　　>24 位System Tick 定时器　　>支持中断向量重映射(通过Flash 控制器的寄存器配置)工作电压范围：2.4 V ~ 5.5 V产品概述　　工作温度范围：-40°C ~ +105°C　　典型工作电流：       >运行(Run)工作模式：2.751 mA@48 MHz@5V　　>睡眠(Sleep)模式：0.997 mA@48 MHz@5V　　>停机(Stop)模式：373.354 μA@5V(LDO 正常工作)　　>低功耗停机(Low-power Stop)模式：6.876μA@5V(LDO 低功耗)      16 KByte Flash(64 页，每页256 Byte;32 位数据读，32 位数据写)      >Flash 具有数据安全保护功能，可分别设置读保护和写保护　　>4 KByte SRAMCRC 校验硬件单元　　>时钟片内高速时钟(HSI)：48MHz　　>片内慢速时钟(LSI)：60 kHz　　>GPIO 外部输入时钟：32MHz(最大值)复位NRST 引脚上的低电平(外部复位)　　>窗口看门狗事件(WWDG 复位)　　>独立看门狗事件(IWDG 复位)　　>电源复位　　>软件复位(SW 复位)　　>低功耗管理复位GPIO 端口最多支持18 个GPIO 端口　　>每个 GPIO 都可作为外部中断输入　　>内置可开关的上、下拉电阻　　>支持开漏(Open-Drain)输出　　输出驱动能力可配IOMUX 引脚功能多重映射控制器小型封装(如 SOP8/TSSOP16)产品，可通过IOMUX 可以实现单根引脚对应多个GPIO 或外设IO 的映射控制。数据通信接口2 路高速(最高6 Mbit/s)UART　　1 路高速(最高400 kbit/s)I2C：MCU 在Stop 模式下，支持数据接收唤醒　　1 路高速(最高18 Mbit/s)SPI定时器及 PWM 发生器1 个 16 位高级PWM 定时器(共4 路PWM 输出，3 路带死区互补输出)　　1 个 16 位通用PWM 定时器(共4 路PWM 输出)　　1 个 16 位基本定时器(支持CPU 中断)　　1 个自动唤醒定时器(AWUT)，可用于MCU 停机(Stop)模式下工作片内模拟电路产品概述 1 个 12 位1 MSPS ADC(最多7 路外部模拟输入通道和2 路内部通道，支持差分对输入)　　1 个上/下电复位电路　　1 个欠压复位电路　　1 个内部参考电压(内部参考电压在片内被ADC 采样)       CPU 跟踪与调试       SWD 调试接口　　>ARM® CoreSightTM 调试组件(ROM-Table，DWT，BPU)　　>自定义DBGMCU 调试控制器(低功耗模式仿真控制、调试外设时钟控制、调试及跟踪接口分配)     ID 标识     每颗HK32F0301MxxxxC 芯片提供一个唯一的96 位ID 标识      可靠性      通过HBM7000V/ CDM2000V /LU800mA 等级测试
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航顺芯片：HK32A040-车规芯片国产化的新选择

　　在汽车级芯片的选择从国外厂家垄断转向逐步引入国产芯片的进程中，涌现出了一批可以实现国产替代的芯片产品。汽车级是一个比消费及工业产品对芯片稳定性要求更高的行业，所以车规芯片的选型需要考虑更多的因素，包括技术参数、应用场景、供应链稳定性、成本控制等。其中最重要的关键点，如：汽车级认证：车规级芯片需要通过AEC-Q100认证，这意味着芯片必须满足严格的质量和可靠性标准。数月的测试时间涉及到复杂的测试和验证流程，以确保产品在极端温度、湿度、震动和电磁干扰等条件下的稳定性和耐用性。　　兼容性和集成问题：车规级芯片需要与车辆的其他电子系统兼容，这涉及到复杂的软件和硬件集成工作。确保所有系统能够无缝协同工作是一个挑战。　　安全性和可靠性：车规级芯片的安全性和可靠性至关重要。任何故障或误操作都可能导致严重的安全事故。因此，开发过程中需要进行严格的测试和验证。　　成本控制：在满足所有技术和安全要求的同时，控制成本也是一个挑战。需要找到成本效益高的解决方案，以确保产品的市场竞争力。最近汽车品牌大厂和供应商的价格博弈引发了行业的关注。　　供应链管理：确保供应链的稳定性和可靠性，特别是在国际形势复杂的情况下，从设计到生产封装等全国产化的芯片，大幅减少对海外供应商的依赖，是最佳的替代方案。　　怎么选择MCU厂家呢?根据下面三把尺如下：　　第一把尺子是芯片代码的重用度，这个是越高越好。国产替代，那么可以尽量多地使用以前的代码。如果是新开发，也可以在将来上下拓展时重用现在的代码。　　第二把尺子是引脚兼容度，使用同一封装的不同配置的MCU，甚至是不同系列不同档次的MCU如果引脚兼容，那么在开发中发现要提升或降低MCU规格，就可以直接替换，不用重新做板子，方便了很多。　　第三把尺子就更简单了，你已经和厂家或者代理商联系过选型的事情，一直没有联系上的就往后排，联系上的哪家服务又快又好，就是首选。　　经过一番比对筛选后，航顺芯片车规级MCU浮出水面：　　车规级要求：航顺芯片的车规级芯片通过了AEC-Q100认证，这是国际汽车电子协会的测试认证，意味着产品在使用寿命、稳定性、工作耐温、PPM等方面满足严苛要求。此外，航顺芯片遵循ISO 26262全流程标准，该标准覆盖产品的全部生命周期，确保功能安全。　　兼容性和集成问题：航顺芯片在设计MCU时，不仅硬件兼容某国际大厂的芯片，同时在软件上也可以做到95%以上的兼容性。这样的设计使得客户能够非常快速地进行方案替代，节省了大量时间和成本。同时，航顺芯片集成了 CRC、AES、HASH、TRNG 硬件运算单元，以验证数据传输或数据存储的正确性和完整性，以及实现 Flash 数据的加解密等。　　安全性和可靠性：航顺芯片的车规级芯片采用高性能ARM Cotex-M3/M0内核，整体芯片为国内研发，国内生产。芯片内置自研浮点运算协处理器，或除法与开方运算硬件加速模块，具有极强的数据处理能力。航顺芯片通过AEC-Q100汽车认证，同时符合ISO 9001、IATFT 16949质量管理体系认证，配套的研发能力和管理能力也得到了验证。　　质量成本控制：航顺芯片通过内部的自动化和模块化战略实现了成本控制和效率提升。航顺芯片内部开发了一套自动化的软件平台，通过这一平台，公司的项目效率和研发周期得以大幅提升，项目的效率和时间缩短了30%到50%。此外，航顺芯片通过模块化和标准化实现快速产品开发，保证了产品的一致性和可靠性。　　供应链管理：航顺芯片在供应链管理方面采取了多元化策略，而不是仅依赖一家晶圆厂进行生产。这种多元化策略不仅有助于航顺芯片保持供应链的稳定性，还能够灵活应对市场变化，确保公司在面对突发情况时能够迅速调整生产和供应策略。　　“芯”意之选诞生——HK32A040 航顺芯片新推出的高性价比车规MCU。主频96MHz,内置CAN控制器及各种定时器和通讯口完美满足需求。还有开发板和配套的开发包，包括驱动和例程，各方面努力超越市面上现有的产品。功能模块也与航顺其他产品的相同模块兼容，拓展开发手到擒来。后续衍生新产品时，还能重用已有的代码，事半功倍。　　CPU 内核　　ARM® Cortex® -M0　　最高时钟频率：96 MHz　　24 位 System Tick 定时器　　支持中断向量重映射(通过 Flash 控制器的寄存器配置)　　工作电压范围　　单电源域(主电源 VDD)：1.8 V ~ 3.6 V　　备用电源(VBAT)：1.8V ~ 3.6V产品概述　　典型工作电流　　运行(Run)模式：6.1mA@96MHz;1.6mA@8MHz　　睡眠(Sleep)模式：4.7mA@96MHz　　停机(Stop)模式：　　LDO 全速：0.7mA@3.3V　　LDO 低功耗：60μA@3.3V　　待机(Standby)模式：1.6μA@3.3V　　关机(Shutdown)模式：0.4μA@3.3V　　存储器　　124 Kbyte Flash　　CPU 主频不高于 24 MHz 时，支持 0 等待总线周期访问 Flash。　　Flash 具有数据安全保护功能，可分别设置读保护和写保护。　　支持加密 Flash 存储的指令和数据，可防止 Flash 内容受到物理攻击。　　10 Kbyte SRAM　　数据安全　　CRC 校验硬件单元　　多种安全加密模块，包括 AES、HASH 和 TRNG　　时钟　　外部高速时钟(HSE)：支持 4 ~ 32 MHz，典型值为 8 MHz　　外部低速时钟(LSE)：32.768 kHz　　片内高速时钟(HSI)：8 MHz/14 MHz/56 MHz 可配置　　片内低速时钟(LSI)：40 kHz　　PLL 时钟：最高 96MHz　　芯片管脚输入时钟(EXTCLK)　　复位　　外部管脚复位　　电源复位(POR/PDR)　　软件复位　　看门狗(IWDG 和 WWDG)复位　　低功耗管理复位　　选项字节装载器复位　　可编程电压监测器(PVD)　　8 级检测电压门限可调　　上升沿和下降沿检测可配置　　GPIO 端口　　最多支持 55 个 GPIO 引脚　　每个 GPIO 引脚都可配置为外部中断输入　　数据通信接口　　2 路 USART：支持主同步SPI 和调制解调器的硬件流控，具有ISO7816 接口、LIN、IrDA 功能以及自动波特率检测和停机(Stop)模式下唤醒特性。产品概述　　最多 2 路高速 SPI：支持4 至16 位可编程数据帧，带复用的I2S 接口。　　最多 2 路 I2C：支持超快速模式(1 MHz)、SMBus 和 PMBus。在 Stop 模式下，支持数据接收唤醒。　　1 路 LPUART：支持在最小功耗下进行异步串行通讯、单线半双工通信、调制解调器的硬件流控(CTS/RTS)以及多处理器通信。　　1 个 CAN：支持 CAN 协议(2.0A 和 2.0B 主动模式)　　定时器及 PWM 发生器　　1 个 16 位高级定时器(4 路 PWM 输出，其中 3 路带死区互补输出和刹车功能)　　5 个 16 位和 1 个 32 位通用定时器(TIM2/TIM3/TIM14/TIM15/TIM16/TIM17)　　1 个 16 位基本定时器(TIM6)　　片内模拟电路　　1 个 12 位 SAR ADC(多达 16 路模拟信号输入通道)最高转换器频率：1MSPS支持自动连续转换、扫描转换功能具有 3 路模拟比较器　　DMA 控制器(带 7 个通道)　　支持定时器、ADC、SPI、I2C、USART、AES、HASH 等多种外设触发。　　温度传感器　　模拟输出连接到 A/D 转换器独立通道　　CPU 跟踪与调试　　SWD 调试接口　　ARM® CoreSightTM 调试组件(ROM-Table、DWT 和 BPU)　　自定义 DBGMCU 调试控制器(低功耗模式仿真控制、调试外设时钟控制、调试及跟踪接口分配)　　定点数除法/开方运算单元　　支持 32 位定点数除法，可同时得到商和余数　　支持 32 位定点数高精度开方　　4 个可编程逻辑单元(CLU)，处理简单的逻辑运算　　电机加速(EMACC)硬件化算法，提高电机算法处理速度　　日历RTC　　带闹钟功能　　可从停机或待机状态周期唤醒　　96 位芯片 UID 标识　　可靠性　　通过 HBM6000V/CDM2000V /MM200V/LU200mA 等级测试。　　工作温度范围(1)：-40°C ~ +125°C
2024-12-02 14:08 阅读量：304
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