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了解系统可靠性何时以及为何如此重要

星星科技指导员 来源:Maxim 作者: Christine Young 2022-05-21 07:19 次阅读

尽管我们试图避免或阻止它,失败确实会发生。重要的是要为失败做好准备,这样我们才能快速解决或解决它。但并非所有的失败都是一样的。例如,您每天使用的笔记本电脑可能会不时出现故障。如果它设计得很好,您可以简单地重置机器以使其恢复到原始状态。但是,正如 Maxim Integrated 微控制器专家 Carlos Rodriguez 所指出的,“我们并不总是拥有手动重置和重置我们正在设计的设备的这种奢侈。”

为了构建他的讨论,Rodriguez 概述了系统可靠性确实不可协商的四种情况:

该设备不易接近。农业或工业应用就是这种情况,其中可能有数百个传感器跨越一个领域(图 1)或制造设施内部。在这些情况下,必须对故障传感器进行物理定位并不是一种可持续的经营方式。在工业物联网环境中,如果传感器位于难以触及的位置,则可能需要停止生产线以解决问题。

保持稳健的沟通至关重要。一个例子是应急响应设备,其中错过的通信可能会导致毁灭性的后果。

连续处理至关重要。例如,心脏起搏器等医疗设备即使是片刻也不能停止工作;否则,后果可能是致命的。

存储的数据很有价值。此场景中的示例包括加密硬件钱包应用程序,如果存储私有加密密钥的内存位置损坏,则可能会阻碍对资金的访问。

可能出现问题并导致系统失败的三件主要事情是什么?Rodriguez 指出,代码中可能存在损坏,导致无法生成所需的输出。数据可能会丢失或损坏。或者,数据从 A 点传输到 B 点时出现问题。

Rodriguez 深入研究了这些系统故障的根本原因,指出了两个关键问题以及解决这些问题的方法。问题之一是我们看不到的东西:阿尔法粒子。从太空中倾泻而下的宇宙射线包含这些阿尔法粒子,它们会在电子设备的内存中触发不希望的位翻转,并导致:

系统故障

内存损坏,导致数据丢失

不可预测的设备输出

以及其他突发事件

设备中的内存越大,误码的可能性就越大,因为 alpha 粒子进入这些区域的可能性就越大。当像笔记本电脑这样的设备以这种方式受到阻碍时,您可以将其重置。但是,如果它是一个无法重置的设备,则该系统需要其内存中的纠错码 (ECC)。ECC 检测内存中位错误的确切位置并纠正这些错误。“ECC 将提高内存的稳健性,并降低系统在产品整个生命周期内出现故障的可能性,”Rodriguez 说。

黑客提出了另一个关键问题。Rodriguez 指出,众所周知,黑客可以找到多种方法来改变设备的性能。例如,通过:

在通信过程中交叉数据并用虚假信息替换它

将代码注入微控制器以改变应用程序的行为

从存储的数据中窃取信息

Rodriguez 解释说,解决方案是将具有强大安全功能的微控制器集成到您的设计中,例如:加密引擎、循环冗余码 (CRC)、安全引导加载程序、真随机数生成器 (TRNG) 和安全非易失性密钥存储。他说,这些功能使黑客更难进行任何形式的篡改。

用于高可靠性系统的微控制器

Maxim Integrated 推出了一款旨在保持系统高可靠性的新型低功耗微控制器:MAX32670,它基于带浮点单元的 100MHz Arm ® Cortex ® -M4 处理器。其嵌入式存储器包括带 ECC 的 384KB 闪存、带可选 ECC 的 160KB SRAM 和带 ECC 的 16KB 统一高速缓存。为安全起见,该器件具有安全引导 ROM、安全非易失性密钥存储、TRNG、CRC 16/32 和高级加密标准 (AES) 128/192/256。该器件具有高能效,在活动模式下的工作电流低至 44µA/MHz,在其最低功耗睡眠模式下约为 0.1µA,并采用 5mm x 5mm TQFN 封装(即将推出更小的 WLP)。

审核编辑:郭婷

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    发表于 05-20 17:05 253次 阅读

    AD5253 四通道、64位、 I2C 、非易失性存储器、数字电位计

    信息优势和特点 四通道、64位分辨率 1 kΩ, 10 kΩ, 50 kΩ, 100 kΩ 非易失性存储器1 存储游标设置,并具有写保护功能 上电恢复至EEMEM设置,刷新时间典型值为300 µs EEMEM重写时间:540 µs(典型值) 电阻容差存储在非易失性存储器中 EEMEM提供12个额外字节,可存储用户自定义信息 I2C兼容型串行接口 直接读写RDAC2 和EEMEM寄存器 预定义线性递增/递减命令 预定义±6 dB阶跃变化命令 欲了解更多信息,请参考数据手册产品详情AD5253/AD5254分别是64/256位、四通道、I2C®, 采用非易失性存储器的数字控制电位计,可实现与机械电位计、调整器和可变电阻相同的电子调整功能。AD5253/AD5254具有多功能编程能力,可以提供多种工作模式,包括读写RDAC和EEMEM寄存器、电阻的递增/递减、电阻以±6 dB的比例变化、游标设置回读,并额外提供EEMEM用于存储用户自定义信息,如其它器件的存储器数据、查找表或系统识别信息等。主控I2C控制器可以将任何64/256步游标设置写入RDAC寄存器,并将其存储在EEMEM中。存储设置之后,系统上电时这些设置将自动恢复至RDAC寄存器;也可以动态恢复这些设置。在同步或异步通...
    发表于 04-18 19:29 335次 阅读

    AD5254 四通道、256位、 I2C 、非易失性存储器、数字电位计

    信息优势和特点 四通道、256位分辨率 1 kΩ, 10 kΩ, 50 kΩ, 100 kΩ 非易失性存储器1存储游标设置,并具有写保护功能 上电恢复为EEMEM设置,刷新时间典型值为300 µs EEMEM重写时间:540 µs(典型值) 电阻容差存储在非易失性存储器中 EEMEM提供12个额外字节,可存储用户自定义信息 I2C兼容型串行接口 直接读/写RDAC2 和EEMEM寄存器 预定义线性递增/递减命令 预定义±6 dB阶跃变化命令 欲了解更多特性,请参考数据手册产品详情AD5253/AD5254分别是64/256位、四通道、I2C®, 采用非易失性存储器的数字控制电位计,可实现与机械电位计、调整器和可变电阻相同的电子调整功能。AD5253/AD5254具有多功能编程能力,可以提供多种工作模式,包括读写RDAC和EEMEM寄存器、电阻的递增/递减、电阻以±6 dB的比例变化、游标设置回读,并额外提供EEMEM用于存储用户自定义信息,如其它器件的存储器数据、查找表或系统识别信息等。主控I2C控制器可以将任何64/256步游标设置写入RDAC寄存器,并将其存储在EEMEM中。存储设置之后,系统上电时这些设置将自动恢复至RDAC寄存器;也可以动态恢复这些设置。在同步或异步通...
    发表于 04-18 19:29 389次 阅读

    AD5252 I2C, 非易失性存储器、双通道、256位数字电位计

    信息优势和特点 非易失性存储器可保存游标设置 电阻容差存储在非易失性存储器中 1 k Ω, 10 k Ω, 50 k Ω 100 k Ω I2C 兼容型串行接口 游标设置回读功能 线性递增/递减预定义指令 ±6 dB对数阶梯式递增/递减预定义指令 单电源:2.7 V至5.5 V 逻辑操作电压:3 V至5 V 上电复位至EEMEM设置,刷新时间小于1 ms 非易失性存储器写保护 数据保留期限:100年(典型值, TA = 55°C )产品详情AD5252是一款双通道、数字控制可变电阻(VR),具有256位分辨率。它可实现与电位计或可变电阻相同的电子调整功能。该器件通过微控制器实现多功能编程,可以提供多种工作与调整模式。在直接编程模式下,可以从微控制器直接加载RDAC寄存器的预设置。在另一种主要工作模式下,可以用以前存储在EEMEM寄存器中的设置更新RDAC寄存器。当更改RDAC寄存器以确立新的游标位时,可以通过执行EEMEM保存操作,将该设置值保存在EEMEM中。一旦将设置保存在EEMEM寄存器之后,这些值就可以自动传输至RDAC寄存器,以便在系统上电时设置游标位。这种操作由内部预设选通脉冲使能;也可以从外部访问预设值。基本调整模式就是在游标位设置(RDAC)寄...
    发表于 04-18 19:29 696次 阅读

    AD5251 I2C, 非易失性存储器、双通道、64位数字电位计

    信息优势和特点 非易失性存储器保存游标设置 电阻容差存储在非易失性存储器中 1 k Ω, 10 k Ω, 50 k Ω 100 k Ω I2C 兼容型串行接口 游标设置回读功能 线性递增/递减预定义指令 ±6 dB对数阶梯式递增/递减预定义指令 单电源:2.7 V至5.5 V 逻辑操作电压:3 V至5 V 上电复位至EEMEM设置,刷新时间小于1 ms 非易失性存储器写保护 数据保持能力:100年(典型值,TA = 55°C )产品详情AD5251是一款双通道、数字控制可变电阻(VR),具有64位分辨率。它可实现与电位计或可变电阻相同的电子调整功能。该器件通过微控制器实现多功能编程,可以提供多种工作与调整模式。在直接编程模式下,可以从微控制器直接加载RDAC寄存器的预设置。在另一种主要工作模式下,可以用以前存储在EEMEM寄存器中的设置更新RDAC寄存器。当更改RDAC寄存器以确立新的游标位时,可以通过执行EEMEM保存操作,将该设置值保存在EEMEM中。一旦将设置保存在EEMEM寄存器之后,这些值就可以自动传输至RDAC寄存器,以便在系统上电时设置游标位。这种操作由内部预设选通脉冲使能;也可以从外部访问预设值。基本调整模式就是在游标位设置(RDAC)寄存器...
    发表于 04-18 19:29 377次 阅读

    AD5235 非易失性存储器、双通道1024位数字电位计

    信息优势和特点 双通道、1024位分辨率 标称电阻:25 kΩ、250 kΩ 标称电阻容差误差:±8%(最大值) 低温度系数:35 ppm/°C 2.7 V至5 V单电源或±2.5 V双电源 SPI兼容型串行接口 非易失性存储器存储游标设置 加电刷新EEMEM设置 永久性存储器写保护 电阻容差储存于EEMEM中 26字节额外非易失性存储器,用于存储用户定义信息 1M编程周期 典型数据保留期:100年 下载AD5235-EP数据手册 (pdf) 温度范围:-40℃至+125°C 受控制造基线 一个装配/测试厂 一个制造厂 增强型产品变更通知 认证数据可应要求提供 V62/11605 DSCC图纸号产品详情AD5235是一款双通道非易失性存储器1、数控电位计2,拥有1024阶跃分辨率,保证最大低电阻容差误差为±8%。该器件可实现与机械电位计相同的电子调整功能,而且具有增强的分辨率、固态可靠性和出色的低温度系数性能。通过SPI®-兼容串行接口,AD5235具有灵活的编程能力,支持多达16种工作模式和调节模式,其中包括暂存编程、存储器存储和恢复、递增/递减、±6 dB/阶跃对数抽头调整和游标设置回读,同时提供额外的EEMEM1 ,用于存储用户定义信息,如其他元件的存储器数据、查找表、系统标识信息等。...
    发表于 04-18 19:28 477次 阅读

    AD5231 非易失性存储器、1024位数字电位计

    信息优势和特点 1024位分辨率 非易失性存储器保存游标设置 上电时利用EEMEM设置刷新 EEMEM恢复时间:140 µs(典型值) 完全单调性工作 端接电阻:10 kΩ、50 kΩ、100 kΩ 永久存储器写保护 游标设置回读功能 预定义线性递增/递减指令 预定义±6 dB/步对数阶梯式递增/递减指令 SPI®兼容型串行接口 3 V至5 V单电源或±2.5 V双电源供电产品详情AD5231是一款采用非易失性存储器*的数字控制电位计**,提供1024阶分辨率。它可实现与机械电位计相同的电子调整功能,而且具有增强的分辨率、固态可靠性和遥控能力。该器件功能丰富,可通过一个标准三线式串行接口进行编程,具有16种工作与调整模式,包括便笺式编程、存储器存储与恢复、递增/递减、±6 dB/步对数阶梯式调整、游标设置回读,并额外提供EEMEM用于存储用户自定义信息,如其它器件的存储器数据、查找表或系统识别信息等。在便笺式编程模式下,可以将特定设置直接写入RDAC寄存器,以设置端子W–A与端子W–B之间的电阻。此设置可以存储在EEMEM中,并在系统上电时自动传输至RDAC寄存器。EEMEM内容可以动态恢复,或者通过外部PR选通脉冲予以恢复;WP功能则可保护EE...
    发表于 04-18 19:28 527次 阅读

    AD567 12位电流输出、微处理器兼容型DAC

    信息优势和特点 单芯片结构 双缓冲锁存器支持兼容8位微处理器 快速建立时间:500 ns(最大值,至±1/2 LSB) 片内集成高稳定性嵌入式齐纳基准电压源 整个温度范围内保证单调性 整个温度范围内保证线性度:1/2 LSB(最大值,AD567K) 保证工作电压:±12 V或±15 V 欲了解更多信息,请参考数据手册产品详情AD567是一款完整的高速12位单芯片数模转换器,内置一个高稳定性嵌入式齐纳基准电压源和一个双缓冲输入锁存器。该转换器采用12个精密、高速、双极性电流导引开关和一个经激光调整的薄膜电阻网络,可提供快速建立时间和高精度特性。微处理器兼容性通过片内双缓冲锁存器实现。输入锁存器能够与4位、8位、12位或16位总线直接接口。因此,第一级锁存器的12位数据可以传输至第二级锁存器,避免产生杂散模拟输出值。锁存器可以响应100 ns的短选通脉冲,因而可以与现有最快的微处理器配合使用。AD567拥有如此全面的功能与高性能,是采用先进的开关设计、高速双极性制造工艺和成熟的激光晶圆调整技术(LWT)的结果。该器件在晶圆阶段进行调整,25°C时最大线性误差为±1/4 LSB(K级),整个工作温度范围内的线性误差为±1/2 LSB。芯片的表面下(嵌入式...
    发表于 04-18 19:24 493次 阅读

    CAT25128 EEPROM串行128-Kb SPI

    28是一个EEPROM串行128-Kb SPI器件,内部组织为16kx8位。它具有64字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。通过片选( CS )输入使能器件。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。 HOLD 输入可用于暂停与CAT25128设备的任何串行通信。该器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。 片上ECC(纠错码)使该器件适用于高可靠性应用。 适用于新产品(Rev. E)。 特性 20 MHz SPI兼容 1.8 V至5.5 V操作 硬件和软件保护 低功耗CMOS技术 SPI模式(0,0& 1,1) 工业温度范围 自定时写周期 64字节页面写缓冲区 块写保护 - 保护1 / 4,1 / 2或所有EEPROM阵列 1,000,000计划/时代se周期 100年数据保留 8引脚SOIC,TSSOP和8焊盘TDFN,UDFN封装 此设备无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准 其他识别具有永久写保护的页面 应用 汽车系统 通讯系统 计算机系统 消费者系统 工业系统 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 04-18 19:13 711次 阅读

    CAT25256 EEPROM串行256-Kb SPI

    56是一个EEPROM串行256-Kb SPI器件,内部组织为32kx8位。它具有64字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。通过片选( CS )输入使能器件。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。 HOLD 输入可用于暂停与CAT25256设备的任何串行通信。该器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。 片上ECC(纠错码)使该器件适用于高可靠性应用。 适用于新产品(Rev. E)。 特性 20 MHz(5 V)SPI兼容 1.8 V至5.5 V电源电压范围 SPI模式(0,0)& (1,1) 64字节页面写缓冲区 具有永久写保护的附加标识页(新产品) 自定时写周期 硬件和软件保护 100年数据保留期 1,000,000个程序/擦除周期 低功耗CMOS技术 块写保护 - 保护1 / 4,1 / 2或整个EEPROM阵列 工业温度范围 8引脚SOIC ,TSSOP和8焊盘UDFN封装 此器件无铅,无卤素/ BFR,以及符合RoHS标准 应用 汽车系统 Communica tions Systems 计算机系统 消费者系统 工业系统 ...
    发表于 04-18 19:13 1658次 阅读

    CAT25040 4-kb SPI串行CMOS EEPROM存储器

    信息 CAT25040是一个4-kb SPI串行CMOS EEPROM器件,内部组织为512x8位。安森美半导体先进的CMOS技术大大降低了器件的功耗要求。它具有16字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。该器件通过片选()启用。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。 输入可用于暂停与CAT25040设备的任何串行通信。该器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。 20 MHz(5 V)SPI兼容 1.8 V至5.5 V电源电压范围 SPI模式(0,0和1,1) 16字节页面写入缓冲区 自定时写入周期 硬件和软件保护 块写保护 - 保护1 / 4,1 / 2或整个EEPROM阵列 低功耗CMOS技术 1,000,000编程/擦除周期 100年数据保留 工业和扩展温度范围 PDIP,SOIC,TSSOP 8引脚和TDFN,UDFN 8焊盘封装 这些器件无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准...
    发表于 04-18 19:13 429次 阅读

    CAT25160 EEPROM串行16-Kb SPI

    60是一个EEPROM串行16-Kb SPI器件,内部组织为2048x8位。它们具有32字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。通过片选( CS )输入使能器件。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。 HOLD 输入可用于暂停与CAT25160设备的任何串行通信。这些器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。 特性 10 MHz SPI兼容 1.8 V至5.5 V电源电压范围 SPI模式(0,0& 1,1) 32字节页面写入缓冲区 自定时写周期 硬件和软件保护 块写保护 - 保护1 / 4,1 / 2或全部EEPROM阵列 低功耗CMOS技术 1,000,000个编程/擦除周期 100年数据保留 工业温度范围 符合RoHS标准的8引脚SOIC,T SSOP和8-pad UDFN软件包 应用 汽车系统 通讯系统 计算机系统 消费者系统 工业系统 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 04-18 19:13 541次 阅读

    AD557 DACPORT低成本、完整微处理器兼容型8位DAC

    信息优势和特点 完整的8位DAC 电压输出:0 V至2.56 V 内部精密带隙基准电压源 单电源供电:5 V (±10%) 完全微处理器接口 快速建立时间:1 xxs内电压达到±1/2 LSB精度 低功耗:75 mW 无需用户调整 在工作温度范围内保证单调性 规定了 T min至T max的所有误差 小型16引脚DIP或20引脚PLCC封装 低成本产品详情AD557 DACPORT®是一款完整的电压输出8位数模转换器,它将输出放大器、完全微处理器接口以及精密基准电压源集成在单芯片上。无需外部元件或调整,就能以全精度将8位数据总线与模拟系统进行接口。AD557 DACPORT的低成本和多功能特性是单芯片双极性技术持续发展的结果。完整微处理器接口与控制逻辑利用集成注入逻辑(I2L)实现,集成注入逻辑是一种极高密度的低功耗逻辑结构,与线性双极性制造工艺兼容。内部精密基准电压源是一种取得专利的低压带隙电路,采用+5 V单电源时可实现全精度性能。薄膜硅铬电阻提供在整个工作温度范围内保证单调性工作所需的稳定性,对这些薄膜电阻进行激光晶圆调整则可实现出厂绝对校准,误差在±2.5 LSB以内,因此不需要用户进行增益或失调电压调整。新电路设计可以使电压在800 ns内达到±...
    发表于 04-18 19:12 538次 阅读

    AD558 电压输出8位数模转换器,集成输出放大器、完全微处理器接口和精密基准电压源

    信息优势和特点 完整8位DAC 电压输出:两种校准范围 内部精密带隙基准电压源 单电源供电:+5 V至+15 V 完全微处理器接口 快速建立时间:1 ±s内电压达到±1/2 LSB精度 低功耗:75 mW 无需用户调整 在工作温度范围内保证单调性 规定了 Tmin至Tmax的所有误差 16引脚DIP和20引脚PLCC小型封装 激光晶圆调整单芯片供混合使用产品详情AD558 DACPORT®是一款完整的电压输出8位数模转换器,它将输出放大器、完全微处理器接口以及精密基准电压源集成在单芯片上。无需外部元件或调整,就能以全精度将8位数据总线与模拟系统进行接口。这款DACPORT器件的性能和多功能特性体现了近期开发的多项单芯片双极性技术成果。完整微处理器接口与控制逻辑利用集成注入逻辑(I2 L)实现,集成注入逻辑是一种极高密度的低功耗逻辑结构,与线性双极性制造工艺兼容。内部精密基准电压源是一种取得专利的低压带隙电路,采用+5 V至+15 V单电源时可实现全精度性能。薄膜硅铬电阻提供在整个工作温度范围内保证单调性工作所需的稳定性(所有等级器件),对这些薄膜电阻运用最新激光晶圆调整技术则可实现出厂绝对校准,误差在±1 LSB以内,因此不需要用户进行增...
    发表于 04-18 19:12 2016次 阅读