ZHDA188 June   2026 AM2431 , AM2432 , AM2434

 

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  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1功能安全基础
    1. 1.1 什么是功能安全
    2. 1.2 从故障到伤害的因果链
    3. 1.3 功能安全解决的核心问题
  5. 2安全标准和等级分类
    1. 2.1 主要安全标准体系
    2. 2.2 工业通信中的功能安全 (FSoE)
    3. 2.3 安全等级指标系统
      1. 2.3.1 IEC 61508 – 安全完整性等级 (SIL)
      2. 2.3.2 ISO 13849-1 - 性能级别 (PL) 和类别 (CAT)
  6. 3系统安全目标分解
    1. 3.1 HARA 流程和安全目标定义
    2. 3.2 安全目标分解和 ASIL-SIL 分配
    3. 3.3 系统级分解的具体应用
    4. 3.4 角色与职责划分
  7. 4TI 芯片安全架构
    1. 4.1 MCU 级安全架构
    2. 4.2 TI MCU/MPU 中的集成安全机制/技术
      1. 4.2.1 免干扰 (FFI) 设计
      2. 4.2.2 存储器保护和 ECC 技术
      3. 4.2.3 其他集成安全机制
  8. 5功能安全 PLC 架构设计
    1. 5.1 功能安全 PLC 的必要性和应用场景
    2. 5.2 功能安全 PLC 架构设计
    3. 5.3 设计实现案例
    4. 5.4 TI 功能安全设计资源
  9. 6总结
  10. 7参考资料

设计实现案例

AM64/AM243 可支持硬件 SIL2、系统 SIL3。请参阅 AM243/AM64 数据表中的详细信息。AM64 和 AM243 为引脚对引脚兼容。

更重要的是,AM64/AM243 集成了两个 PRU_ICSSG 子系统,可通过将不同的固件加载到 PRU_ICSSG 中来实现行业实时通信。

每个 PRU_ICSSG 包括:

  • 两个 PRU 内核(可编程逻辑)
  • 千兆位以太网 MAC (RGMII/SGMII)
  • 实时数据缓冲器 (DPRAM)

下面显示使用两个 AM243 作为 FuSa MCU 模块,并使用另外一个 AM243 作为通信模块。结合上一章中的系统概念,提供 TI FuSa PLC 解决方案。

 功能安全 PLC 架构示例图 5-2 功能安全 PLC 架构示例

通过与标准 PLC 结合,两个 AM243 用作 FuSa PLC 系统,以实现 SIL3,HFT = 1,CAT 3。使用 SPI 或 I2C 在两个 AM243 之间实现交叉校验。

再使用一个运行的 AM243 作为通信模块来管理通信,并运行与外部耦合器连接的 DLR 监控器,以扩展安全 IO 数量。

 冗余通信模块示例图 5-3 冗余通信模块示例

AM243 集成了两个 PRU_ICSSG 子系统,可支持最多五个 MAC 端口:PRU_ICSSG 中四个 MAC 端口,CPSW 中一个 MAC 端口。

  • 一个 PRU_ICSSG 支持两个 MAC 端口,DLR 监控器在一个 R5F 内核上运行。
  • 另一个 PRU_ICSSG 支持两个 MAC 端口,DLR 监控器在一个 R5F 内核上运行。
  • CPSW 中有一个 MAC,通过控制 MCU 连接。

关键架构特性

通用硬件接口

  • 所有系列的背板协议完全相同
  • I/O 模块外形标准化
  • 电源连接器标准化
  • 允许混搭不同的模块

优势:

  • 客户无需学习多个系统
  • 升级成本极低(主要是 CPU 卡)
  • 库存管理简单

实现的优势

1.成本优化

  • 使用统一的处理器平台
  • 共享底层驱动程序和工具链
  • 不同的客户需求对应不同的价格点

2.快速产品上市

  • 重复使用元件和设计
  • 缩短每个新产品的开发周期
  • 加快功能安全认证(参考设计已预认证)

3.可维护性

  • 统一的代码库和文档
  • 更易于技术支持和更新
  • 一致的用户培训内容

4.市场覆盖范围

  • 小型器件采用低端配置
  • 中等器件采用中端配置
  • 大型和高风险应用采用高端配置
  • 单一产品线覆盖整个市场

5.未来升级能力

  • 工业标准演进(新协议支持)时
  • 客户可以通过固件升级获得新功能
  • 无需更换硬件