ELECTRONICA DE SEGURIDAD 17 idóneos para el flujo Route 2S debido a sus características de autodiagnóstico y diagnóstico integradas, así como a su”historial” sobre el terreno. Estos CI son soluciones completas para la medición multicanal de RTD e incluyen todos los bloques de construcción necesarios desde un sensor hasta una salida digitalizada y para la comunicación con un microcontrolador asociado. Incluyen el multiplexor multicanal, PGA, ADC sigma-delta de 24 bits, fuentes de corriente para las RTD, referencias de tensión para el funcionamiento interno, reloj del sistema, filtrado analógico y digital e interfaces serie de tres o cuatro hilos para interconexiones compatibles con SPI, QSPI, MICROWIRE y DSP. Sin embargo, la presencia de estas funciones no proporciona intrínsecamente una base para la cualificación SIL Ruta 2S. Para un diseño funcionalmente seguro, se requiere una matriz de diagnósticos integrados para las numerosas funciones que componen el sistema RTD. Los múltiples diagnósticos integrados en el AD7124 minimizan tanto la complejidad como el tiempo de diseño, y eliminan la necesidad de duplicar la cadena de señales para la cobertura de diagnóstico. Estos diagnósticos incluyen, entre otros, la supervisión de la fuente de alimentación, la tensión de referencia y la entrada analógica; la detección de un cableado abierto a las RTD; la comprobación del rendimiento de la conversión y la calibración; la comprobación de la funcionalidad de la cadena de señales; la supervisión de las funciones de lectura/escritura; y la supervisión del contenido del registro. ¿Cómo se traducen estas afirmaciones de “alto nivel” en los necesarios diagnósticos en chip? La respuesta tiene muchas facetas: Diagnóstico SPI: Para cada escritura en el AD7124, el procesador genera un valor de comprobación de redundancia cíclica (CRC) que se anexa a la información que se envía al ADC. A continuación, el ADC genera su propio valor CRC a partir de la información recibida y lo compara con el valor CRC recibido del procesador. Si ambos valores coinciden, la información está intacta y se escribirá en el registro en chip correspondiente. Si los valores no coinciden, significa que se ha producido un bit de corrupción en la transmisión, y el CI establece una bandera de error que indica que se ha producido una corrupción de datos. El AD7124 también se autoprotege al no escribir la información corrupta en un registro. Se utiliza un procedimiento CRC similar cuando se lee información del AD7124 al procesador del sistema. Por último, la interfaz también cuenta los pulsos de reloj para asegurarse de que sólo hay ocho pulsos de este tipo con cada trama de datos de lectura o escritura, garantizando así que no se ha producido un fallo de reloj. Comprobaciones de memoria: También se utiliza un CRC para validar el contenido de los registros al encender o cada vez que se alteran los registros en chip (como al cambiar la ganancia). El proceso CRC también se ejecuta periódicamente para garantizar que ningún bit de memoria se ha “volteado” debido al ruido u otras causas. Si se produce un cambio y posteriormente se indica al procesador que la configuración de los registros se ha dañado, puede reiniciar el ADC y volver a cargar los registros. Comprobación de la cadena de señales: Todos los voltajes estáticos críticos pueden comprobarse a través del ADC, incluidos los carriles de la fuente de alimentación, las salidas del regulador de baja caída (LDO) y los voltajes de referencia; también puede comprobarse la presencia o ausencia del condensador externo a través del LDO. Además, se puede aplicar un voltaje conocido a la entrada del ADC para comprobar el ADC y los ajustes de la función de ganancia. Además, se pueden inyectar corrientes conocidas a través de las entradas analógicas para comprobar si hay una RTD abierta o en cortocircuito. Conversión y calibración: Los resultados de la conversión ADC se comprueban continuamente para ver si van a todos los ceros o a la escala completa, cualquiera de los cuales indica un problema. El flujo de bits del modulador en el núcleo del ADC se supervisa para garantizar que no se ha saturado y, si se produce la saturación (es decir, si se han producido 20 unos o ceros consecutivos en el modulador), se activa un indicador de error. Figura 4: El AD7124-4 de cuatro canales es una cadena de señal sensor-procesador RTD funcionalmente completa. (Fuente de la imagen: Analog Devices).
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