Firmware - Novembre 2011 - N°70 - (Page 68)

MODALITÀ DI FALLIMENTO DEL MICROCONTROLLORE Figura 2: un transitorio genera un glitch. del microcontrollore è importante, infatti il chip potrebbe già essere equipaggiato con dispositivi di protezione ESD sugli I/O o avere circuiteria EMC dedicata. Concentriamoci sul microcontrollore e vediamo quali sono le zone vulnerabili. Le aree più soggette a problemi di ESD e EFT sono: • pin di alimentazione e massa; • ingressi digitali sensibili ai fronti; • ingressi digitali ad alta frequenza; • ingressi analogici; • pin di clock; • pin con più funzioni multiplexate. Alcuni microcontrollori hanno vari pin di alimentazione e di massa per isolare i segnali digitali ad alta velocità dalle funzioni a bassa velocità o dalle funzioni analogiche sensibili al rumore. Questi pin possono essere abbinati a filtri per prevenire i disturbi in quella particolare zona. Una considerazione di questo tipo non è possibile se il microcontrollore è di tipo low-cost e ha solo una coppia di pin per alimentazione e massa. Un transitorio che si propaga sulle linee di alimentazione potrebbe, potenzial- mente, compromettere tutta la circuiteria collegata alla distribuzione di tensione. Gli ingressi sensibili ai fronti sono particolarmente vulnerabili durante i transitori. Infatti questi pin sono solitamente timer o interrupt, e anche nel caso in cui vi sia collegato un filtraggio, impulsi di ampiezza elevata possono iniettare sufficiente energia per danneggiare la CPU. Anche nel caso in cui non creassero danni alla CPU i transitori potrebbero propagarsi come glitch (vedi figura 2). Gli ingressi digitali per segnali veloci solitamente evitano filtraggi particolari, perciò possono interpretare transitori come dati validi. Gli ingressi analogici hanno solitamente una bassa impedenza d’ingresso, perciò una scarica ESD può danneggiarli, non a caso essi sono spesso multiplexati con pin di I/O general purpose e hanno finestre di campionamento ridotte. I pin di clock disturbati dai transitori possono portare le logiche a interpretare fronti di clock inesistenti e disturbi sui pin multiplexati si possono propagare all’interno del microcontrollore fino a guastarne alcune parti. Le modalità con cui un circuito integrato può andare incontro a un fallimento (o guasto o avaria) sono classificate in cinque categorie dalla IEC 62132-1, vedi tabella 1. La classificazione è basata dalle performance dell’IC in presenza di ESD o EFT e dipende dal tipo di IC e dalle sue funzioni. Per le CPU un degrado di prestazioni può avere diverse forme, fenomeni di latch-up, corruzione della memoria, codice in esecuzione involontaria ecc. Molto interessante risulta la classe C, infatti un circuito di reset opportunamente progettato può riportare il microcontrollore in uno stato conosciuto e operativo. Questo ovviamente a patto che l’hardware non sia danneggiato, situazione questa non prevista dalla classe C. Classe Descrizione A Tutte le funzioni dell’IC funzionano come progettate durante e dopo l’esposizione al disturbo. B Tutte le funzioni dell’IC funzionano come progettate durante l’esposizione al disturbo, una o più di esse può andare oltre tolleranza. Tutte le funzioni ritornano nei limiti normali dopo che il disturbo è stato rimosso. Le funzioni di memoria devono rimanere in classe A. C Una funzione dell’IC non lavora correttamente durante l’esposizione al disturbo, ma ritorna alla normale operatività alla rimozione di questo. D Una funzione dell’IC non lavora correttamente durante l’esposizione al disturbo e non ritorna alla normale operatività alla rimozione di questo finché il dispositivo non venga resettato dall’operatore. E Una o più funzioni dell’IC non lavorano correttamente durante e dopo l’esposizione al disturbo e non ritornano alla normale operatività alla rimozione di questo. Tabella 1: classificazione IEC del degrado di prestazioni di un IC. 13 7 FOCUS ON TIPS’N TRICKS 18 3 SKILLS MARKET NEWS 33 41 INSIDE SPOTLIGHT 44 71 TOOLS EVENTS ZAPPING 67 ANALOG ABBONAMENTO http://www.ieshop.it/abbonamento.asp?tab=FW&cid=183

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