RA CLASS B认证函数库使用简介

介绍

RA系列单片机是瑞萨推出的32位ARM单片机，在某些产品中需要通过安规认证，如IEC60730（CLASS B），芯片硬件本身已经通过IEC60730认证了，今天主要说RA芯片软件自检函数库。

目前包括RA2A1、RA2L1、RA4M1、RA6M1四个系列芯片的例程。MCU自检分为两个部分：初始化自检和循环调用自检，可以分为以下：CPU、ROM、RAM、Clock、IWDT、Voltage、ADC、Temperature、POE、GPIO共10个部分，其中GPIO检测需要动作GPIO电位只能初始化时自检。

移植CLASS B代码

1、将SelfTestLib（CLASS B测试代码文件）和srec（CRC脚本及其配置参数文件）加入自己工程中，并加入工程的includes目录中如下图1。并根据芯片的特性，排除不需要的模块，如RA2系列MCU没有FPU模块，需排除，否则编译报错。

图1

2、可根据自身芯片的FLASH大小更改CRCcalcCmdXXKB.txt和CRCcalcCmdDebugXXKB.txt对应的数值。

3、添加CRC计算脚本，加入脚本命令arm-none-eabi-objcopy -O srec "${ProjName}.elf" "Original.srec" & ${ProjDirPath}/srec/srec_cat @${ProjDirPath}/srec/CRCcalcCmd64KB.txt，并利用仿真将CRC计算后的值写入ROM内存中的最后一个32位字节，如图2。

图2

4、设置一个周期性中断调用CLASS B周期性自检，周期时间长短可根据安规公司要求调整。

按照上述步骤作者成功编写移植了瑞萨官方提供的函数库，并编译通过无报错，见图3。

图3

CLASS B各个模块自检介绍

CPU

CPU的测试方式为向寄存器内写入数据，然后读出校验其是否能正常写入、读出，在写入数据和完成后会有将之前工作数据入栈（PUSH {R0-R7}）和恢复数据的出栈指令（POP {R0-R7}）等，运行CPU自检程序时，不能被其他程序打断，否则会发生数据运行错误。

ROM

ROM测试方式为引入外部脚本srec计算出CRC值写入内存的最后一位并与RA单片机内部CRC计算值对比，从而完成对ROM的计算,外部脚本写入地址如u图4中所示。

图4

RAM

RAM模块检验方式是向MCU的RAM区域进行读写测试，完成RAM校验。

CLOCK

CLOCK可采用内部或是外部时钟检验MCU主时钟，本例程中选中IWDTCLOCK时钟作为基准时钟。其中CLOCK的校验函数ClockMonitor_Init(HOC

O , IWDTCLK , CLOCK_FREQ_MAIN , 15000 , Clock_Test_Failure);

参数1：目标时钟

参数2：基准时钟

参数3：目标时钟频率

参数4：基准时钟频率

参数5：错误时回调函数

VOLTAGE

VOLTAGE检验是MCU打开LVD电压监控模式，如果MCU电源电压低于设定电压时MCU调用不可屏蔽中断NMI，进入报错函数。电压检测调用VoltageMonitor_Init(VOLTAGE_MONITOR_LEVEL_2_79);本例程中电源低于2.79V进入报错函数。

ADC

MCU内部有个ADC CRC模块，可以将ADC引脚接入CRC模块中，模块会产生0V基准、VCC/2基准、VCC电压基准来校验ADC，需要实时查看ADC引脚上的电压，看ADC模块能否正常转换电压。

TEMPERATURE

MCU内部有温度传感器TSN，可实时查看温度情况，一旦超过设定范围，可进入报错。

GPIO

GPIO检验功能在将GPIO设置为输出模式，然后读取管脚输出电平，既而判断完成检验。在GPIO外接电路时，可能会接上容性负载，GPIO管脚电平变化时可能是缓慢变化，所以设置完输出后要根据电路连接适当延时检测，从而避免发生错误。

作者对CLASS B自检各个模块项目所用时间长度做了大致的测算如图5

图5

结论

作者移植成功IEC60730安规认证库发现上电初始化自检大概需要70ms，且每隔一段时间会定时自检各个模块，其中最长的一次模块自检须用时长1.48ms，加入库代码时要考虑此时间长度是否对自身逻辑有无影响。注意循环测试中CPU自检不应该被任何中断打断，鉴于CPU测试时间比较短（小于1mS），建议开始CPU测试之前关闭中断、CPU测试完成后再打开中断，若强行打断CPU自检会导致程序跑飞、栈溢出等严重后果。此外GPIO自检会动作IO电平，对于大多数应用来说是不允许的，可跟安规公司沟通酌情添加此模块自检函数。