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Systemdesign / Safety&Security

Funktionale Sicherheit in der Datenerfassung

26. April 2019, 16:29 Uhr | Chris Norris, ADC Design Evaluation Engineer bei Analog Devices

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Ein Integrationsbeispiel

Ein generisches DAQ-System mit den Sicherheitsfeatures von AD7768-1 wird skizziert. Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung lassen sich die folgenden Sicherheitsfunktionen aktivieren:

SPI-Integrity-Monitore
Überwachung des LDO-Ausgangspegels
Filtersättigungs-Monitor
External Clock Qualifier
CRC-Monitore für interne Logik und Speicher

Der interne analoge Diagnose-Multiplexer validiert Systemkalibrierungen ebenso wie die Ausgänge der LDO-Reglers. Weiterhin besteht die Möglichkeit, Funktionen zum Anfügen des Statusbytes an das Ende des 24-Bit-Datenstreams, sowie des 8-Bit SPI-CRC-Worts zu aktivieren. Der 8-Bit-CRC-Wert wird auf der Basis des 8-Bit-Befehlsworts, des 24-Bit-Datenstreams und des 8-Bit-Statusworts berechnet.

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Für performanz-kritische Anwendungen kann der Continuous-Readback-Modus aktiviert werden - in diesem muss kein 8-Bit-Befehlswort angegeben werden. Stattdessen lässt sich der Inhalt der Datenregister durch Anlegen eines seriellen Takts an den Baustein auslesen (Bild 5). Das Resultat dieser Prozedur ist ein Datenerfassungssystem mit verifizierten Verstärkungs- und Offsetfehlern.

Diagnoseinformationen werden mit dem Auslesen der ADC-Daten übergeben. Die Ausgänge des LDO-Reglers, die Eingänge des Analog Front Ends, die interne digitale Logik und der Speicher werden fortlaufend überwacht. Damit haben Anwender die Gewissheit, dass die Integrität der SPI-Kommunikation und die IC-Temperatur bekannt sind.

Fazit

Die wachsenden Forderungen der Industrie nach funktionaler Sicherheit müssen von technologischer Seite berücksichtigt werden. Analog Devices verfolgt die Technologieentwicklung im Rahmen seines Produkt-Portfolios kontinuierlich. Der AD7768-1 ist kompakt, wenig komplex und reduziert Verarbeitungs- und Bauteilaufwand eines Designs. Bei angestrebter SIL-Zertifizierung, kann dieses Konzept den Entwicklungsaufwand reduzieren. (ct)