更先进的 FDIR 策略通常需要更高层次的抽象：监测多个输入、评估合理性、分析趋势以及记录随时间推移的系统行为。在此情况下，航天级微控制器 (MCU) 为软件驱动的智能决策提供了理想平台。

MSP430FR5969-SP 专为低功耗、空间受限的应用而设计。器件在单个芯片上集成了 ADC、比较器、PWM 输出和电压基准生成以及许多其他功能，大大降低了对分立式元件的需求。器件的非易失性 FRAM 存储器尤为适于记录数据，具有快速写入周期和高耐久性。例如，使用片上 64KB FRAM 的 20KB 容量可存储多达 20,000 个数据点，数据点可用于在轨软件更新和行为调整、故障分析和根本原因识别或任务后审查和优化。

TMS570LC4357-SEP 双核锁步 MCU 进一步加强了 FDIR 功能。该器件最初是为防抱死制动系统 (ABS) 和动力转向等汽车安全系统而开发的，在构建之初就考虑了 ISO 26262 ASIL-D 合规性 [3]、[7]。

器件的关键特性包括：

• 经认证的开发流程，可显著降低系统故障概率 [5] [6]
• 双锁步 CPU 架构，可实现实时故障检测和响应
• 全方位诊断

这些特性为高完整性故障响应奠定了基础，即使在执行关键任务的实时操作期间也是如此。 [8]

TMS570LC4357-SEP 具有 41 个 ADC 通道、64 个具有计时器和 PWM 功能的 GPIO 以及多个通信接口，支持复杂的 FDIR 实施方案。通过高通道数器件（如具有 16 个 12 位 ADC 通道、12 个数模转换器 (DAC) 通道、3 个温度传感器和 8 个 GPIO 的 AFE11612-SEP），产品的可扩展性得到了进一步增强。例如，如 图 4-1 中所示，向 TMS570LC4357-SEP 添加两个 AFE11612-SEP 实例可启用具有以下特性的系统：

• 72 个 ADC 通道
• 32 个 DAC 通道
• 7 个互补 PWM 输出
• 6 个增强型捕获 (eCAP) 模块
• 2 个增强型正交编码器脉冲 (eQEP) 模块
• 用于额外 PWM 输出且具有高级计时器模块的 64 个 GPIO
• 16 个外部中断/通用输入/输出 (GPIO)
• 4 个温度传感器输入
• 2 个 2.5V 基准输出
• 10/100Mbps 以太网 MAC
• 4 个控制器局域网 (CAN) 控制器
• 2 个内部集成电路 (I2C) 模块
• 5 个多缓冲串行外设接口 (MibSPI)
• 4 个通用异步接收器/发送器 (UART) 串行通信接口 (SCI)

图 4-1 基于 TMS570LC4357-SEP 和 AFE11612-SEP 的高通道密度监测和控制系统

无论是部署为整个卫星总线的中央控制器，还是作为各个 PCB 上的本地 FDIR 单元，TMS570LC4357-SEP 均可实现高可靠性和灵活性，并具有近乎即时的故障检测性能。