Полное руководство по конфигурации CVM RH850F1KMS1

Микроконтроллер RH850F1KMS1 (R7F701686): Конфигурация CVM в CS+ IDE

Микроконтроллер RH850F1KMS1 (R7F701686) оснащен встроенным монитором напряжения ядра (CVM), который требует правильной конфигурации в среде разработки CS+ для эффективного мониторинга напряжения и управления сбоями. Хотя CVM включается аппаратно, вам потребуется настроить программные параметры для правильной инициализации и реализовать процедуры инжекции сбоев через систему DIAG и представление памяти для тестирования и валидации.

Содержание

• Понимание CVM в RH850F1KMS1
• Конфигурация CVM в CS+ IDE
• Включение DIAG для мониторинга сбоев
• Методы инжекции сбоев
• Методы мониторинга и визуализации
• Практические примеры реализации

Понимание CVM в RH850F1KMS1

Монитор напряжения ядра (CVM) в микроконтроллере RH850F1KMS1 представляет собой систему мониторинга напряжения на аппаратном уровне, предназначенную для обнаружения колебаний напряжения и запуска соответствующих откликов системы. Согласно информации из даташита, CVM является частью системы детекторов напряжения, которая включает компоненты POC (Power-on Reset), LVI (Low Voltage Interrupt), VLVI (Very Low Voltage Interrupt) и CVM [1].

CVM работает путем непрерывного мониторинга уровней напряжения ядра по сравнению с предварительно заданными порогами. Когда условия напряжения выходят за допустимые пределы, CVM может генерировать запросы прерываний для уведомления ЦП о проблемах с напряжением [2]. Эта функциональность особенно важна в автомобильных приложениях, где стабильное питание критически важно для надежности системы.

Основные характеристики CVM в RH850F1KMS1:

• Мониторинг напряжения на аппаратном уровне
• Настраиваемые пороги напряжения
• Возможность прерываний
• Обнаружение и отчетность о сбоях
• Интеграция с общей системой управления питанием

Конфигурация CVM в CS+ IDE

Конфигурация инициализации

Хотя CVM включается аппаратно, для правильной программной инициализации требуется настройка в среде разработки CS+:

1. Настройка проекта в CS+

   • Создайте новый проект для устройства RH850F1KMS1 в среде CS+ IDE
   • Выберите соответствующий вариант устройства: R7F701686 (корпус на 100 выводов)
   • Убедитесь, что файл информации об устройстве обновлен в соответствии со списком поддерживаемых устройств [3]

2. Конфигурация регистров CVM

   c

   // Пример кода инициализации CVM
   void CVM_Init(void) {
       // Конфигурация управляющих регистров CVM
       SYSTEM.CVMCTL = 0x0000; // Очистка существующих настроек
       SYSTEM.CVMCTL = 0x0001; // Включение мониторинга CVM
       
       // Установка порогов напряжения (пример значений)
       SYSTEM.CVMTH = 0x7FFF; // Установка верхнего порога
       SYSTEM.CVMTL = 0x0001; // Установка нижнего порога
   }
   

3. Обработка прерываний

   c

   // Процедура обслуживания прерывания CVM
   void __interrupt(iv_cvm) CVM_Interrupt(void) {
       // Проверка флагов состояния CVM
       if (SYSTEM.CVMSTS & 0x0001) {
           // Обработка условия сбоя напряжения
           // Реализация процедуры восстановления
       }
       
       // Сброс флага прерывания
       SYSTEM.CVMSTS = 0x0000;
   }
   

Параметры конфигурации

Для конфигурации CVM требуется установка следующих параметров:

Включение DIAG для мониторинга сбоев

Шаги конфигурации DIAG

Для включения функциональности DIAG для мониторинга CVM:

1. Включение DIAG в CS+ IDE

   • Откройте конфигурацию проекта
   • Перейдите в “Debug” → “DIAG Settings”
   • Включите модуль DIAG для мониторинга напряжения

2. Настройка регистров DIAG

   c

   void DIAG_Enable(void) {
       // Включение тактового сигнала DIAG
       SYSTEM.DIAGCLK = 0x0001;
       
       // Конфигурация DIAG для мониторинга напряжения
       SYSTEM.DIAGCTL = 0x0001; // Включение режима DIAG
       SYSTEM.DIAGEN = 0x0001;  // Включение мониторинга CVM
   }
   

3. Настройка среды отладки

   • Настройте интерфейс отладки для мониторинга в реальном времени
   • Настройте отображение памяти для регистров CVM
   • Настройте функционал трассировки для регистрации сбоев

Конфигурация представления памяти

Для доступа к регистрам CVM через представление памяти:

1. Сопоставление адресов регистров

   • CVMCTL: 0xFFFFF810
   • CVMTH: 0xFFFFF812
   • CVMTL: 0xFFFFF814
   • CVMSTS: 0xFFFFF816

2. Настройка представления памяти

   • Откройте Memory View в CS+ IDE
   • Введите адреса регистров CVM
   • Настройте мониторинг в реальном времени
   • Настройте формат отображения (шестнадцатеричный, десятичный, двоичный)

Методы инжекции сбоев

Методы ручной инжекции сбоев

1. Инжекция сбоев на основе программного обеспечения

   c

   void Inject_CVM_Fault(void) {
       // Ручная установка состояния CVM для вызова условия сбоя
       SYSTEM.CVMSTS = 0x0001; // Установка флага сбоя
       
       // Модификация порогов напряжения для симуляции сбоя
       SYSTEM.CVMTH = 0x0000; // Установка нереально низкого порога
       SYSTEM.CVMTL = 0xFFFF; // Установка нереально высокого порога
   }
   

2. Метод модификации памяти

   • Используйте представление памяти CS+ для прямого изменения регистров CVM
   • Установите CVMCTL для включения мониторинга
   • Отрегулируйте CVMTH и CVMTL для создания условий сбоя
   • Мониторьте CVMSTS на предмет обнаружения сбоя

3. Инжекция сбоев через отладочные команды

   • Используйте консольные отладочные команды для инжекции сбоев
   • Пример отладочных команд:
     memory write 0xFFFFF810 0x0001  // Включение CVM
     memory write 0xFFFFF812 0x0000  // Установка верхнего порога
     memory write 0xFFFFF814 0xFFFF  // Установка нижнего порога
     

Инжекция сбоев на уровне системы

Для комплексного тестирования реализуйте инжекцию сбоев на уровне системы:

1. Симуляция напряжения

   • Используйте внешнее питание для симуляции изменений напряжения
   • Мониторьте реакцию CVM на фактические изменения напряжения

2. Инжекция сбоев на основе тактового сигнала

   c

   void Inject_Clock_Fault(void) {
       // Модификация настроек тактового сигнала для влияния на мониторинг напряжения
       SYSTEM.PRCR = 0x0000; // Защита регистров отключена
       SYSTEM.CLKSTP = 0x0001; // Модификация управления остановкой тактового сигнала
       SYSTEM.CLKSTP = 0x0000; // Восстановление нормальной работы
   }
   

Методы мониторинга и визуализации

Мониторинг в реальном времени в CS+ IDE

1. Настройка отслеживания переменных

   c

   // Переменные для мониторинга
   volatile uint16_t cvm_status;
   volatile uint16_t cvm_threshold_high;
   volatile uint16_t cvm_threshold_low;
   
   // Функция обновления для мониторинга
   void Update_Monitors(void) {
       cvm_status = SYSTEM.CVMSTS;
       cvm_threshold_high = SYSTEM.CVMTH;
       cvm_threshold_low = SYSTEM.CVMTL;
   }
   

2. Конфигурация трассировки

   • Настройте буфер трассировки для регистрации сбоев
   • Настройте условия срабатывания для событий CVM
   • Используйте отображение формы сигнала для анализа тенденций напряжения

3. Визуализация карты памяти

   • Создайте пользовательские представления карты памяти
   • Настройте автоматические циклы обновления
   • Реализуйте цветовое кодирование для условий сбоя

Методы диагностического вывода

1. Мониторинг на основе UART

   c

   void Log_CVM_Status(void) {
       UART_Send("Состояние CVM: 0x%04X\r\n", SYSTEM.CVMSTS);
       UART_Send("Верхний порог: 0x%04X\r\n", SYSTEM.CVMTH);
       UART_Send("Нижний порог: 0x%04X\r\n", SYSTEM.CVMTL);
   }
   

2. Индикация через светодиоды

   • Настройте выводы GPIO для индикации состояния CVM
   • Реализуйте визуальные индикаторы сбоев
   • Отображение состояния системы на светодиодах отладки

Практические примеры реализации

Полный пример тестирования CVM

#include "rh850f1km.h"

// Реализация теста CVM
void CVM_Test_Routine(void) {
    uint16_t original_cvmth, original_cvmtl;
    
    // Сохранение исходных порогов
    original_cvmth = SYSTEM.CVMTH;
    original_cvmtl = SYSTEM.CVMTL;
    
    // Инициализация CVM
    CVM_Init();
    DIAG_Enable();
    
    // Включение отладочного мониторинга
    Enable_Debug_Monitoring();
    
    // Мониторинг нормальной работы
    Monitor_Normal_Operation(1000); // Мониторинг в течение 1 секунды
    
    // Инжекция сбоя 1: Нарушение нижнего порога
    Inject_Low_Voltage_Fault();
    Monitor_Fault_Response(5000); // Мониторинг в течение 5 секунд
    
    // Инжекция сбоя 2: Нарушение верхнего порога
    Inject_High_Voltage_Fault();
    Monitor_Fault_Response(5000);
    
    // Тест восстановления
    Restore_Normal_Operation();
    Monitor_Recovery(3000); // Мониторинг в течение 3 секунд
    
    // Восстановление исходных настроек
    SYSTEM.CVMTH = original_cvmth;
    SYSTEM.CVMTL = original_cvmtl;
}

void Inject_Low_Voltage_Fault(void) {
    // Установка порога для немедленного вызова сбоя
    SYSTEM.CVMTH = 0x0001;  // Очень низкий верхний порог
    SYSTEM.CVMTL = 0x0000;  // Минимальный нижний порог
    
    printf("Инжекция сбоя низкого напряжения\r\n");
}

void Inject_High_Voltage_Fault(void) {
    // Установка порога для немедленного вызова сбоя
    SYSTEM.CVMTH = 0xFFFF;  // Максимальный верхний порог
    SYSTEM.CVMTL = 0xFFFE;  // Очень высокий нижний порог
    
    printf("Инжекция сбоя высокого напряжения\r\n");
}

Пример настройки отладки в CS+ IDE

1. Конфигурация проекта

   Устройство: RH850F1KMS1 (R7F701686)
   Тактовая частота: 48 МГц
   Интерфейс отладки: E1 (On-Chip Debug)
   Трассировка: ETB (Embedded Trace Buffer)
   

2. Настройка представления памяти

   Адрес 0xFFFFF810: CVMCTL (Управление)
   Адрес 0xFFFFF812: CVMTH (Верхний порог)
   Адрес 0xFFFFF814: CVMTL (Нижний порог)
   Адрес 0xFFFFF816: CVMSTS (Состояние)
   

3. Пример отладочного скрипта

   // Отладочный скрипт CS+ для тестирования CVM
   cvm_test {
       memory write 0xFFFFF810 0x0001  // Включение CVM
       memory write 0xFFFFF812 0x7FFF  // Установка верхнего порога
       memory write 0xFFFFF814 0x0001  // Установка нижнего порога
       run 5000                         // Запуск на 5 секунд
       memory read 0xFFFFF816          // Проверка состояния
   }
   

Заключение

Конфигурация CVM для микроконтроллера RH850F1KMS1 (R7F701686) требует тщательной инициализации в среде CS+ IDE для обеспечения надежного мониторинга напряжения и обнаружения сбоев. Ключевые выводы:

1. Конфигурация CVM: Хотя CVM включается аппаратно, правильная программная инициализация регистров CVMCTL, CVMTH и CVMTL необходима для надежной работы.

2. Настройка DIAG: Включите функциональность DIAG через соответствующую конфигурацию регистров и настройку среды отладки для эффективного мониторинга.

3. Инжекция сбоев: Используйте модификацию памяти, программные команды или внешнюю симуляцию напряжения для безопасной и эффективной инжекции сбоев.

4. Методы мониторинга: Реализуйте мониторинг в реальном времени через представления памяти, буферы трассировки и диагностический вывод для комплексного анализа сбоев.

Рекомендуемые следующие шаги - обратиться к полному даташиту RH850F1KM [1, 2] для получения подробных спецификаций регистров и процедур тестирования, специфичных для ваших требований к приложению.

Источники

1. RH850/F1KH, RH850/F1KM Datasheet - Renesas Electronics
2. RH850/F1L Datasheet - Voltage Detector Characteristics
3. CS+ Device Information for RH850 - Supported Devices List
4. RH850/F1KM-S1 Product Information - Renesas
5. CONFIGURATOR CF850V4 - CS+ V8.01.00 Documentation