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Verifica ridondanza 2/3 hardware o software?

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Verifica ridondanza 2/3 hardware o software?

Messaggioda Foto UtenteRefridge » 14 gen 2019, 12:02

Buongiorno a tutti, perdonate la domanda forse stupida.

Ho l'esigenza di misurare otto grandezze diverse tramite dei sensori.

Ognuna di queste grandezze viene misurata da 3 sensori identici ed il valore letto viene confermato solo se almeno 2 sensori su 3 forniscono la stessa misurazione (i sensori hanno tutti uscita in tensione).

In totale quindi sarebbero 24 sensori, divisi in 8 terne.

Ho a disposizione un DSP per la lettura dei dati, quindi la mia idea più rozza sarebbe quella di collegare i 24 sensori al DSP e poi per ciascuna terna far partire una routine software che stabilisca se il valore misurato è accettabile o meno (in caso, segnalare l'anomalia predisponendo un segnale in uscita).

Mi chiedevo se questo metodo fosse accettabile o se esiste un modo più intelligente di fare la stessa cosa via hardware. Ho pensato inizialmente a dei comparatori di tensione con op-amp, ma questi mi segnalano se il valore è uguale o no, senza possibilità di prelevare in uscita il vero valore corretto.

I sensori hanno tutti uscita in tensione, tralascio discorsi relativi a campionamento, condizionamento dei sengali etc, vorrei più che altro capire a livello teorico come fare.

Grazie!!
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[2] Re: Verifica ridondanza 2/3 hardware o software?

Messaggioda Foto Utenteboiler » 14 gen 2019, 12:27

La domanda può avere piú risposte.
Dipende dal livello di affidabilità che ti serve.

Per capirci, se il sistema fallisce...
- il processo si ferma e basta?
- perdi 1000 euro?
- perdi 100'000 euro?
- perdi 1'000'000 euro all'ora fino al ripristino?
- muoiono persone?

Tendenzialmente starei sulla soluzione software. Visto che i dati li usi lì, ha senso controllare lì che il valore sia valido.

Ma la dividerei comunque dalla parte di elaborazione dati.

Un primo DSP (o in tal caso anche solo un microcontroller) legge i valori, li compara (e qui hai il vantaggio del software: puoi definire criteri di validità piú complessi) e ne passa poi uno solo al DSP con l'informazione se il valore è valido o meno.

Sembra facile, ma qui viene il bello (a dipendenza anche di quello che hai risposto alla domanda iniziale).
Il micro deve fare quello che tu credi che lui faccia.
E lo deve fare sempre. Vuol dire che se arriva la malaugurata scarica elettrostatica e il programma crasha, deve esserci un watchdog (esterno!) che lo riavvia entro un tempo utile.
Ancora meglio sarebbe un sistema challenge-and-response. Può essere il DSP che invia per ogni sample un numero pseudorandom al micro e questo gli risponde con un operazione (tipicamente un hash) sul numero inviato. In questo modo il DSP può verificare che il micro sia operativo.

Conosco gente che fa sviluppo di questo tipo (in ambito medical): anche il codice va scritto in un certo modo. Ci sono guidelines che per esempio vietano l'uso di costrutti while o di loop for infiniti. Il memory management è un altro punto molto importante.
La compilazione avviene poi su un compiler certificato IAR che non ottimizza nulla.

Boiler
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[3] Re: Verifica ridondanza 2/3 hardware o software?

Messaggioda Foto UtenteRefridge » 14 gen 2019, 12:33

Grazie boiler, sei stato gentilissimo e chiarissimo!

Il processo comunque non è "vitale", nel senso che non controlla variabili critiche, quindi in caso di anomalia, semplicemente trasmette un segnale di guasto.

In ragione di ciò, non è necessario prevedere dinamiche particolarmente complesse di riavvio rapido etc...

Grazie ancora :)
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