发布时间：2021-12-22 阅读量：1622 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理
传统的功能安全解决方案与更佳的方式
在图中，我们看到的例子是一个多年以前的功能安全系统，我们将它与更现代的解决方案进行比较。其核心是数据采集ADC，它负责转换模拟输入并将数据传输到微控制器。然而，要实现这一解决方案，需要采用许多外部元件，重复执行SPI事务，甚至需要一个冗余ADC，结果极大地增加了物料成本、PCB面积、处理开销和成本。同时还会给系统设计人员带来额外的负担，比如，增加开发时间，降低可靠性等。
有一种单IC解决方案，只需极少的外部元件即可运行功能安全特性。
从多组件功能安全系统到单芯片ADI解决方案的集成
具有功能安全要求的示例系统
在包含ADC的数据采集系统中，可能发生多种故障，根据具体的应用， 这些故障可能会增加人或机器的健康风险。系统设计师必须区分可接受的风险和不可接受的风险。
识别压力传感器系统中的潜在故障源。
例如，在气室压力测量和调节系统中，如果罐内压力不能大幅偏离外部压力，则可将使用容差为5％的传感器的做法视为可接受的风险。然而，如果微控制器接收到错误的ADC数据，结果可能导致致命的事故，腔室中的压力可能导致内爆或外爆，这两种情况都有可能导致附近的人受伤或死亡。这种风险水平是不可接受的。因此，必须实施一些功能安全措施，确保控制器接收的信息的完整性。
可能导致这类错误的一些故障源为
电源：电源电压低，低压差(LDO)调节器的输出电压低。
模拟前端(AFE)：传感器受损，或放大器驱动到ADC的电压不正确。
数字逻辑：数字域中发生可能影响转换结果的误码。例如，工厂增益或偏移调整系数。
SPI传输：由于传输线环境嘈杂，转换数据的传输和命令的接收中存在误码。
环境：超出IC的额定环境温度。
AD7768-1是ADI公司功能安全产品组合中的Σ-Δ ADC之一，具有广泛的诊断特性，能赋予用户误码检测和诊断以及其他能力。突出显示了典型压力检测系统中的部分可能故障源。
用ADC诊断系统错误
借助ADI公司的ADC功能安全产品组合，用户可以用ADC帮助诊断和/或减少系统错误。这种系统误差测量能力对于保持精确测量极为重要，并且在具有功能安全要求的系统中，这种准确性甚至更加重要。
从参考输入获取的正负满量程电压用于测量系统的增益误差。通过零电平内部短路测量失调误差。然后，用户可以使用ADC的增益和失调调整寄存器来调整系统的失调和增益误差性能。
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在任何数字电子系统中，时钟信号都扮演着“心脏起搏器”的角色。
RTC晶振与普通32.768kHz晶振的PCB设计要点基本一致，其核心均在于通过优化布线以降低杂散电容、确保频率精度，并依托合理的布局规划最大限度屏蔽来自板上其他信号源的电磁干扰。
按晶振的功能和实现技术的不同，分为温度补偿晶振（TCXO）、压控晶振（VCXO）、恒温晶振（OCXO）。
为了在性能与功耗之间取得最佳平衡，需要根据具体应用场景，对基准时钟进行相应的分频、倍频或转换处理，从而为各模块提供适宜的时钟信号。此时，分频技术就成为连接晶振基准频率与系统需求的关键，通过数字电路将晶振原始频率按固定比例降低，输出符合要求的低频时钟信号。
RTC芯片是一种专门用于精准计时、掉电续时的专用集成电路，其核心功能是提供精准、稳定的时间信息（包括秒、分、时、日、月、周、年），并能在主电源断电后依靠备用电池继续保持计时，从而确保时间持续不间断。
