Functional Safety for Microcontrollers

Diplomová práce se zabývá principy a mechanismy funkční bezpečnosti pro mikrokontroléry. Jsou popsány normy IEC 60730 a IEC 60335, ze kterých plynou požadavky na testování dílčích funkčních bloků mikrokontroléru. Dále jsou rozebrány požadavky na samotný návrh bezpečného softwaru. Stěžejní kapitolou teoretické části je návrh a diskuse testů funkční bezpečnosti pro dané periferie. V praktické části je nejprve navržen demonstrační hardware plynového kotle s bezpečnostními prvky a diagnostickými mechanismy řízený dvěma mikrokontroléry NXP KV46, které vzájemně komunikují přes rozhraní UART. V kapitole zabývající se softwarem je popsán návrh aplikačního softwaru pro plynový kotel a následně jsou pro mikrokontroléry implementovány testy funkční bezpečnosti. Pro testovací a demonstrační účely je navrženo grafické uživatelské rozhraní v programu FreeMASTER.This Master’s thesis deals with the principles and mechanisms of functional safety for microcontrollers. The IEC 60730 and IEC 60335 standards are described, from which the requirements for testing of microcontroller functional blocks are derived. Furthermore, the requirements for designing safety software are discussed. The most important chapter of the theoretical part is the design and discussion of functional safety tests for the given peripherals. In the practical part, a demo hardware of a gas boiler with safety features and diagnostic mechanisms controlled by two NXP KV46 microcontrollers communicating via a UART interface is designed. In the software chapter, the design of the application software for the gas boiler is described and then functional safety tests are implemented for the microcontrollers. For testing and demonstration purposes, a graphical user interface is designed in the FreeMASTER tool.