MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（七）

cathy 发布于：周一, 07/12/2021 - 16:08 ，关键词：

MM32F013x

在上几个章节中我们介绍了MM32相关的IEC60730-1 B类认证启动自检与运行自检的相关的流程，本章节我们将会介绍一下ClassB认证的程序流程控制，栈溢出检测以及MCU通用检测的相关文件，以方便客户移植到自己的代码中，从而提高产品的可靠性。

1. 程序流程控制

程序流程控制是在认证中我们建议加入的一种检测手段，这是因为它能确保所有特定代码能正确执行并按照一定的流程执行。

为了确保所有特定代码能正确执行并通过，代码流程中的所有关键点（组件测试块）能够按照程序设计思路正确执行，应定义独特的标签进行标记，从而确保不跳过任何块，并且所有流程均按照程序设计思路能够正常执行。

其实现原理是在每次处理任何重要的测试块时，两个互补计数器的值（增加或减去独特的标签值）发生对称的四步变化，其中两个检查步骤安排在调用程序（主流程）层的调用块外。这确保了块从主流程层级被成功调用（在调用前及从调用程序返回后处理）。下两个步骤是在调用程序内执行，以确保块正确完成（在进入程序后及从程序返回前处理）。

按控制流程顺序调用执行组件测试的例程，显示四步检查服务。因为所有的点都通过计算一组互补计数对来检查，所以该方法可降低CPU的负载。由于有些调用/返回编号及进入/退出点始终相同，在每个块完全通过后，储存在计数对内的值必须始终互补。检查计数对完整性时，对几个执行流程检查点进行评估并放入代码流程。如果任何检查点的计数器不互补或其不包含预期值，应调用故障保护例程。

当程序计数器丢失或终止时，两个不同的看门狗可复位设备，它们在两个独立的时钟源运行。窗口看门狗由主振荡器驱动，可执行时隙监控，独立看门狗由内部低速RC振荡器驱动。程序控制流程可采用专用软件方法监控。

在MM32的ClassB认证的函数库中的程序控制流程检查函数如下：

ErrorStatus control_flow_check_point(uint32_t chck)
{
    ErrorStatus Result= SUCCESS;

    if ((CtrlFlowCnt != (chck)) || ((CtrlFlowCnt ^ CtrlFlowCntInv) != 0xFFFFFFFFuL))
    {
      Result= ERROR;
    }
    return(Result);
}

2. 栈边界检测

该测试主要用来检测MCU在运行的过程中是否出现栈溢出的问题。

根据IEC60730-1 B类认证标准，栈溢出检测不是强制性的。它们可在用于间接测试某些功能时添加，如果用户喜欢使用其它方法，也可将其禁用或跳过。

其实现原理为：通常采用的做法是在stack创建之初就填充满固定的字符(比如0x5a5a5a5a)，如果发生了“上溢”，那么stack末端(最低地址处)的填充字符则有可能会被更改。

在MM32自检库中也是采用这一个实现方式，在栈底设定特定的数值，在每次进行检测的时候检测栈底的数值，当栈底的数值发生变化的时候就判断栈溢出了。具体的流程图如下所示：

在栈底地址填写数据：

    control_flow_call(STACK_OVERFLOW_TEST);

    aStackOverFlowPtrn[0] = 0xEEEEEEEEuL;
    aStackOverFlowPtrn[1] = 0xCCCCCCCCuL;
    aStackOverFlowPtrn[2] = 0xBBBBBBBBuL;
    aStackOverFlowPtrn[3] = 0xDDDDDDDDuL;

    control_flow_resume(STACK_OVERFLOW_TEST);

堆栈溢出判断函数如下：

/******************************************************************************/
ErrorStatus STL_CheckStack(void)
{
    ErrorStatus result = SUCCESS;

    CtrlFlowCnt += STACK_OVERFLOW_CALLEE;

    if ( aStackOverFlowPtrn[0] != 0xEEEEEEEEuL )
    {
        result = ERROR;
    }

    if ( aStackOverFlowPtrn[1] != 0xCCCCCCCCuL )
    {
        result = ERROR;
    }

    if ( aStackOverFlowPtrn[2] != 0xBBBBBBBBuL )
    {
        result = ERROR;
    }

    if ( aStackOverFlowPtrn[3] != 0xDDDDDDDDuL )
    {
        result = ERROR;
    }

    CtrlFlowCntInv -= STACK_OVERFLOW_CALLEE;

    return (result);
}

3. B类安全方案软体结构

3.1 、用户应用的集成

在上面的几个章节中我们可以了解到，ClassB类认证分为启动自检和运行自检，在系统复位完成以后然后进行ClassB相关的启动自检，启动自检完成以后用户可以进行相应的用户应用初始化操作，然后会进行到主循环进行运行自检以及客户任务的处理操作，具体的启动以及定期运行时自检结构框图如下：