Microcontroller integriert Sicherheit

Um dieser Aufgabe gerecht zu werden, hat Texas Instruments die auf ARM Cortex R4F basierende Hercules Sicherheits-Mikrocontroller-Plattform nach dem funktionalen Sicherheitsstandard IEC61508 entwickelt. Mit den in Hardware integrierten Diagnosefunktionen werden zufällig auftretende Fehler schnell und zuverlässig erkannt. Deshalb eignet sich Hercules für viele sicherheitsrelevante Anwendungen in der Industrie und im Transportwesen. Hercules bietet heute verschiedene Derivate mit Rechenleistungen bis zu 220MHz und unterstützt damit eine breite Spanne von Sicherheitsanwendungen. Im Gegensatz zu anderen Mikrocontrollern, die Sicherheitsfunktionen in Software abdecken, haben Hercules Mikrocontroller ihre Sicherheitsfunktionen in Hardware integriert, um eine höhere Fehlererkennung bei geringerem Softwareaufwand zu erreichen. Durch die integrierten Diagnosefunktionen kann man sich auf die Entwicklung der Anwendung konzentrieren und spart Zeit und Kosten bei der Entwicklung der Sicherheitssoftware und im Zertifizierungsprozess. Echtzeitbetriebssystem für funktionale Sicherheit Um sich auf die Entwicklung der Anwendung zu konzentrieren, bietet es sich an, Betriebssysteme einzusetzen, die Echtzeitanforderungen von Embedded Software auf Mikrocontrollern umsetzen. In sicherheitsrelevanten Echtzeitanwendungen wird eine Vorzertifizierung von Betriebssystemen nach einem Safety Integrity Level-SIL gefordert. Ein SIL stellt hohe Anforderungen an den Entwicklungsprozess, den Test- und Funktionsumfang von Betriebssystemen um funktionale Sicherheit zu gewährleisten. Dies spiegelt sich in den Kosten für ein SIL zertifiziertes Betriebssystem wieder und ist oftmals eine Hürde bei der Evaluierung geeigneter Hard- und Software. Mit den Betriebssystemen FreeRTOS und SafeRTOS besteht die Möglichkeit, eine Softwareevaluierung mit dem in Open Source verfügbaren Betriebssystem FreeRTOS zu beginnen und später auf das nach IEC61508 SIL 3 vorzertifizierte Betriebssystem SafeRTOS zu migrieren. Texas Instruments hat FreeRTOS für die Mikrocontroller-Sicherheits-Plattform Hercules portiert und um sicherheitsrelevante Funktionalitäten wie Speicherschutz erweitert, sodass bereits sicherheitsrelevante Funktionalität in dem Open Source Betriebssystem vorhanden und eine spätere Migration auf SafeRTOS mit geringem Aufwand möglich ist. FreeRTOS ist mit über 70.000 Downloads pro Jahr das marktführende Echtzeitbetriebssystem von der Firma Real Time Engineers und unterstützt heute über 30 Mikrocontroller-Architekturen. Es basiert auf der gleichen Source Code Base wie das von der Firma Wittenstein High Integrity Systems angebotene Betriebssystem SafeRTOS und ist aufgrund seiner vielfachen Anwendung ein gut getestetes und akzeptiertes Betriebssystem in Anwendungen der Industrie, der Medizintechnik und im Transportwesen. SafeRTOS ist vom TÜV nach dem funktionalen Sicherheitsstandard IEC61508 als SIL 3 fähig vorzertifiziert und ist somit gut geeignet für den Einsatz in sicherheitsrelevanten Anwendungen mit Echtzeitanforderungen. Halbleiter für die Sichere Automation Das Betriebssystem SafeRTOSTM ist heute für die Hercules-Sicherheits-Mikrocontroller-Plattform verfügbar und kann in der Produktion eingesetzt werden. Die Mikrocontroller aus der Hercules Sicherheits-Mikrocontroller Plattform sind das Ergebnis der mehr als zwanzigjährigen Erfahrung von Texas Instruments in der Entwicklung von Halbleiterbauelementen für sicherheitskritische Systeme, die in enger Zusammenarbeit mit der Industrie entstanden sind und sich hier bereits auf breiter Basis bewährt haben. Mit dem IEC61508 SIL 3 konformen Betriebssystem SafeRTOS kann jederzeit während der Entwicklung von einem Open Source Betriebssystem auf ein vorzertifiziertes Betriebssystem migriert werden. Kasten: Download-Link FreeRTOS