PAGE1
PAGE1
Hercules系列的安全特性
安全架构概述
Hercules系列单片机是TexasInstruments公司推出的一款基于ARMCortex-R4内核的高性能安全微控制器。该系列单片机专为需要高可靠性和安全性的应用设计，如汽车控制、工业自动化和医疗设备等。Hercules系列的安全特性主要围绕以下几个方面：
硬件安全特性：包括双核锁步（Dual-coreLockstep）架构、冗余存储器、错误检测和纠正（ECC）机制、故障注入检测（FID）等。
软件安全特性：包括安全启动、安全更新、安全诊断和安全通信等。
系统安全特性：包括故障管理模式、安全状态机、安全监测接口等。
双核锁步架构
双核锁步架构是Hercules系列单片机的核心安全特性之一。该架构通过两个相同的处理器内核并行运行相同的代码，实时对比两个内核的输出结果，以确保系统的正确性和可靠性。如果两个内核的输出结果不一致，系统会立即检测到错误并采取相应的故障处理措施。
原理
双核锁步架构的原理如下：
指令同步：两个内核同时从同一个指令存储器中读取相同的指令。
数据同步：两个内核同时从同一个数据存储器中读取和写入数据。
结果比较：两个内核执行完相同的指令后，硬件会比较它们的输出结果。
错误检测：如果输出结果不一致，硬件会触发错误检测机制，生成错误信号。
故障处理：错误信号会触发故障处理模块，该模块可以采取多种措施，如重启系统、进入安全模式等。
示例代码
以下是一个简单的示例代码，展示了如何在Hercules系列单片机中配置双核锁步模式：
#includeti_sysbiosbios.h
#includeti_sysbios_family_arm_m3hwi.h
#includeti_sysbios_family_arm_m3_multi.h
//配置双核锁步模式
voidconfigureLockstepMode(void){
//确保两个内核处于同步状态
Multi_syncCores();
//启用双核锁步模式
Multi_enableLockstepMode();
//配置错误检测和故障处理
Multi_setErrorDetection(true);
Multi_setFaultHandler(faultHandler);
}
//故障处理函数
voidfaultHandler(uint32_terrorType,uint32_terrorCode){
//打印错误信息
UART_printf(Faultdetected:Type=%d,Code=%d\n,errorType,errorCode);
//根据错误类型采取相应的故障处理措施
switch(errorType){
caseMULTI_FAULT_INCONSISTENT_OUTPUT:
//重启系统
SysCtrlSystemReset();
break;
caseMULTI_FAULT_INSTRUCTION_ERROR:
//进入安全模式
enterSafeMode();
break;
default:
//默认处理措施
defaultFaultHandler();
break;
}
}
//主函数
intmain(void){
//初始化系统
SysInit();
//配置双核锁步模式
configureLockstepMode();
//进入主循环
while(1){
//主循环代码
}
}
冗余存储器
Hercules系列单片机配备了冗余存储器，以提高系统的可靠性和安全性。冗余存储器通常用于存储关键数据和代码，当主存储器发生故障时，系统可以切换到冗余存储器继续运行。
原理
冗余存储器的工作原理如下：
数据备份：关键数据和代码在主存储器和冗余存储器中同时备份。
数据校验：系统定期对主存储器中的数据进行校验，如果发现错误，则切换到冗余存储器。
数据切换：当主存储器发生故障时，硬件会自动将数据切换到冗余存储器，确保系统继续正常运