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Le Norme relative alla sicurezza funzionale delle macchine e dei sistemi gestiti elettronicamente individuano un tipo particolare di test; i test di diagnostica, che hanno lo scopo di rilevare eventuali guasti dei componenti elettronici. La tempestiva individuazione dei guasti, specie se pericolosi, è fondamentale per mantenere il sistema o la macchina in uno stato sicuro, anche a fronte di anomalie gravi; infatti il livello di integrità della sicurezza (SIL) dipende fortemente dalla grado di copertura diagnostica e dalla frazione di guasti pericolosi rilevati.

HINTSW –T&T Systems è in grado di ideare, pianificare, progettare e validare i test di diagnostica dell’HW conformemente ai requisiti delle norme generali e di settore relative alla sicurezza funzionale. HINTSW –T&T Systems possiede inoltre il know-how necessario per effettuare le analisi ed i calcoli atti a determinare la periodicità di esecuzione dei test, la percentuale di copertura diagnostica e la frazione di guasti pericolosi rilevati che concorrono alla determinazione del SIL(Safety Integrity Level) di un sistema/ sottosistema / apparato o funzione di sicurezza.


Informazioni di dettaglio

I test di diagnosi dell’HW possono essere suddivisi in due distinte categorie:

  • Test diagnostici fuori linea. Questa categoria di test viene eseguita durante le manutenzioni periodiche programmate e può essere eseguita anche durante eventuali manutenzioni straordinarie: I test vengono solitamente eseguiti ponendo il sistema o la macchina in uno stato di funzionamento particolare, abitualmente chiamato di manutenzione (o furi linea); stato che deve essere appositamente previsto per questo scopo nelle fasi di progettazione e realizzazione del sistema o della macchina.
  • Test di auto-diagnosi eseguiti nel tempo di esecuzione normale (run-time). Questa categoria di test solitamente viene eseguita allo start-up e successivamente viene eseguita periodicamente o in modo continuo (monitoraggio) durante lo stato di funzionamento normale (in esercizio) del sistema o della macchina; costituisce il metodo principale di auto-diagnosi e consente l’individuazione precoce di eventuali guasti con la conseguente tempestiva messa in sicurezza del sistema o della macchina.

I test di diagnostica e di auto-diagnosi, per la loro natura, è conveniente che vengano ideati già durante le analisi di sicurezza (ad esempio la hazard analysis) e, successivamente, è opportuno che siano progettati in dettaglio contestualmente alla progettazione dell’elettronica del sistema o della macchina.

Sovente le Norme richiedono che la progettazione di questa tipologia di test comprenda anche la definizione della periodicità di esecuzione dei test ed il calcolo della frazione di guasti pericolosi rilevata e della percentuale di copertura diagnostica ottenuta.
I requisiti relativi a questa tipologia di test dovrebbero inoltre far parte della specifica dei requisiti di sicurezza del sistema o della macchina, e dovrebbero essere sottoposti allo stesso processo di validazione a cui sono sottoposti tutti gli altri requisiti di sicurezza della macchina o del sistema.

 

In particolare HINTSW – T&T Systems ha una approfondita esperienza nella progettazione dei test diagnostici secondo quanto presentato nella seguente tabella ...

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ComponenteElementoTipo di testMetodo di testGuasto/ Errore rilevato
Tabella 1 Principali tecniche usate per i test diagnostici dei componenti HW
CPU Registri Auto-test periodico Static memory Incollato a
CPU Registri Auto-test periodico 

Walkpat; Trasparent Galpat

Guasto DC
CPU Istruzioni Auto-test periodico Calssi di equivalenza Esecuzione e/o decodifica errata
CPU Program counter Monitoraggio Watchdog timer indipendente Incollato a
CPU Program counter Monitoraggio Watchdog timer indipendente e controllo di sequenza del programma Guasto DC
CPU Indirizzamento Auto-test periodico Pattern di test delle linee di indirizzo Guasto DC
CPU Data path instruction

Auto-test periodico

Pattern di test

Guasto DC e/o esecuzione errata
CPU Data path instruction

Monitoraggio

Ridondanza dei dati

Guasto DC e/o esecuzione errata
Interrupt Esecuzione e gestione

Monitoraggio

Watchdog timer indipendente e controllo di sequenza del programma

Perdita interrupt o frequenza di interrupt troppo elevata
Clock Frequenza

Monitoraggio

Watchdog timer

Frequenz errata
Memorie ROM

Auto-test periodico

Checksum; CRC (Cyclic Redundancy Check)

Errore di singolo bit, errore di bit multipli
Memorie ROM

Monitoraggio

Protezione delle parole con singolo bit di parità

Errore di singolo bit
Memorie RAM

Auto-test periodico

Walkpat; Trasparent Galpat Guasto DC e cross links dinamici
Memorie RAM

Monitoraggio

Protezione delle parole con singolo bit di parità

Guasto DC
Memorie Indirizzamento

Monitoraggio

Protezione delle parole incuso l'indirizzo con singolo bit di parità

Incollato a
Memorie Indirizzamento

Monitoraggio

Protezione delle parole incuso l'indirizzo con multipli bit di parità

Guasto DC
Memorie Indirizzamento

Auto-test periodico

CRC (Cyclic Redundancy Check); Pattern di test

Guasto DC
Data path interni Dati

Monitoraggio

Protezione delle parole incuso l'indirizzo con multipli bit di parità; Ridondanza dei dati; Test di protocollo

Incollato a; Guasto DC
Data path interni Dati

Auto-test periodico

Pattern di test

Incollato a; Guasto DC
Data path interni Indirizzamento

Monitoraggio

Protezione delle parole incuso l'indirizzo con multipli bit di parità;

Incollato a; Guasto DC
Data path interni Indirizzamento

Auto-test periodico

Pattern di test incuso l'indirizzo

Incollato a; Guasto DC
Comunicazione esterna Dati

Monitoraggio

Protezione delle parole con multipli bit di parità; CRC (Cyclic Redundancy Check); Test di protocollo; Ridondanza della trasmissione

Distanza di Hamming fino a 4
Comunicazione esterna Indirizzamento

Monitoraggio

Protezione delle parole incuso l'indirizzo con multipli bit di parità; CRC (Cyclic Redundancy Check) incuso l'indirizzo; Test di protocollo; Ridondanza della trasmissione

Distanza di Hamming fino a 4
Comunicazione esterna Timing Monitoraggio Trasmissione schedulata; Monitoraggio dei time slot; Trasmissione intempestiva
Comunicazione esterna Timing Monitoraggio Trasmissione schedulata; Monitoraggio dei time slot e logico; Monitoraggio logico della sequenza Sequenza errata
Periferiche di I/O I/O digitali Auto-test periodico Pattern di test Valre letto in ingresso errato; Valore impostato in uscita errato
Periferiche di I/O I/O digitali Monitoraggio Check di pausibilità; Comparazione degli ingressi; Uscite parallele multiple; Verifica delle uscite; Valre letto in ingresso errato; Valore impostato in uscita errato
Periferiche di I/O Covertitore A/D e D/A Auto-test periodico Pattern di test Valre letto in ingresso errato; Valore impostato in uscita errato
Periferiche di I/O Covertitore A/D e D/A Monitoraggio Check di pausibilità; Comparazione degli ingressi; Uscite parallele multiple; Verifica delle uscite; Valre letto in ingresso errato; Valore impostato in uscita errato
Periferiche di I/O Multiplexer analogico Auto-test periodico Pattern di test Indirizzamanto errato
Periferiche di I/O Multiplexer analogico Monitoraggio Check di pausibilità; Comparazione degli ingressi Indirizzamanto errato
Dispositivi di controllo e comparatori In questa fase si procede alla codifica, ovvero all'implementazione dei moduli. Auto-test periodico Test di controllo Tutti gli output al di fuori delle specifiche funzionali statiche e dinamiche
Chip custom (ASIC, GAL, ecc.) Chip custom Auto-test periodico Auto-test periodico e controllo Tutti gli output al di fuori delle specifiche funzionali statiche e dinamiche

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