IEC60730 Class B準拠セルフテストライブラリ

IEC60730 Class B 準拠
セルフテストライブラリ
32-BIT MICROCONTROLLER
FM4 Family
APPLICATION NOTE
MCU-AN-510127-J-10
CONFIDENTIAL
Revision 1.0
Issue Date September 11, 2015
A P P L I C A T I O N
N O T E
対象製品
本操作マニュアルに記載されている内容の対象製品は、下記のとおりです。
シリーズ名
品種型格 (パッケージサフィックスは含まれていません)
MB9B160R
MB9BF160M/ MB9B160N/ MB9B160R
MB9B360R
MB9BF360M/ MB9B360N/ MB9B360R
MB9B460R
MB9BF460M/ MB9B460N/ MB9B460R
MB9B560R
MB9BF560M/ MB9B560N/ MB9B560R
S6E2GM
S6E2GM6H/ S6E2GM6J/ S6E2GM8H/ S6E2GM8J/
S6E2HG
S6E2HG4G/ S6E2HG6G/ S6E2HG4F/ S6E2HG6F/ S6E2HG4E/ S6E2HG6E
※ 詳細は本文中に記載しています。
2
CONFIDENTIAL
MCU-AN-510127-J-10, September 11, 2015
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N O T E
Table of Contents
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
はじめに ......................................................................................................................................... 7
1.1
この文書について................................................................................................................ 7
1.2
IEC60730 について ............................................................................................................. 7
1.3
FM4 ファミリ MCU について ........................................................................................... 7
1.4
FM4 IEC60730 STL デモプロジェクト ............................................................................... 9
IEC60730 クラス B の要件 ........................................................................................................... 11
C60730 クラス B STL 概要 .......................................................................................................... 12
IEC60730 クラス B STL API ........................................................................................................ 14
4.1
CPU レジスタテスト ......................................................................................................... 14
4.1.1
テストの説明 .................................................................................................... 14
4.1.2
API の定義 ........................................................................................................ 15
4.2
CPU PC テスト ................................................................................................................. 15
4.2.1
テストの説明 .................................................................................................... 15
4.2.2
API の定義 ........................................................................................................ 16
4.3
割込みテスト ..................................................................................................................... 17
4.3.1
テストの説明 .................................................................................................... 17
4.3.2
API の定義 ........................................................................................................ 18
4.4
クロックテスト ................................................................................................................. 18
4.4.1
テストの説明 .................................................................................................... 18
4.4.2
API の定義 ........................................................................................................ 23
4.5
不揮発性メモリのテスト ................................................................................................... 26
4.5.1
テストの説明 .................................................................................................... 27
4.5.2
API の定義 ........................................................................................................ 31
4.6
揮発性メモリテスト .......................................................................................................... 33
4.6.1
テストの説明 .................................................................................................... 33
4.6.2
API の定義 ........................................................................................................ 34
4.7
FPU（浮動小数点演算ユニット）テスト .......................................................................... 34
4.7.1
テストの説明 .................................................................................................... 34
4.7.2
API Definition.................................................................................................... 35
4.8
IO テスト ......................................................................................................................... 35
4.8.1
テストの説明 .................................................................................................... 36
4.8.2
API の定義 ........................................................................................................ 37
4.9
AD テスト ......................................................................................................................... 37
4.9.1
テストの説明 .................................................................................................... 37
4.9.2
API の定義 ........................................................................................................ 38
サンプルプロジェクト .................................................................................................................. 39
5.1
ユーザ設定 ........................................................................................................................ 39
5.1.1
『PDL_MCU_INT_TYPE』の定義 ................................................................... 39
5.1.2
定義『IEC60730_FLASHTEST_USE_CRC16』 ............................................. 39
5.1.3
定義『IEC60730_CLKTEST_USE_CSV』 ...................................................... 39
5.2
プロジェクトの構造 .......................................................................................................... 39
5.2.1
スタートアップセルフテスト ........................................................................... 39
5.2.2
テストの定期的初期化...................................................................................... 39
5.2.3
定期的なテスト ................................................................................................ 40
5.3
サンプルコード ................................................................................................................. 41
5.3.1
スタートアップファイル .................................................................................. 41
5.3.2
メインファイル ................................................................................................ 42
STL の API の性能 ........................................................................................................................ 48
参照文書 ....................................................................................................................................... 49
付録 .............................................................................................................................................. 50
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フラッシュの CRC コード作成方法 .................................................................................. 50
8.1.1
コマンドラインの起動...................................................................................... 50
8.1.2
コマンドの入力 ................................................................................................ 50
8.1.3
メッセージウィンドウ表示内容の設定............................................................. 51
8.1.4
リンカ設定ファイルの設定 .............................................................................. 52
8.1.5
CRC コード作成 ............................................................................................... 53
主な変更内容 ................................................................................................................................ 54
8.1
9.
4
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N O T E
Figures
Figure 3-1
Figure 4-1
Figure 4-2
Figure 4-3
Figure 4-4
Figure 4-5
Figure 4-6
Figure 4-7
Figure 4-8
Figure 4-9
Figure 4-10
Figure 4-11
Figure 4-12
Figure 4-13
Figure 4-14
Figure 4-15
Figure 4-16
Figure 4-17
Figure 4-18
Figure 4-19
Figure 4-20
Figure 4-21
Figure 5-1
Figure 5-2
Figure 5-3
Figure 5-4
Figure 5-5
Figure 5-6
FM4 IEC60730 STL 試験項目............................................................................................... 12
テスト 1 レジスタテスト ................................................................................................... 15
PC テストフロー .................................................................................................................. 16
割込みテストブロック図 ...................................................................................................... 17
クロックテストブロック図 .................................................................................................. 19
クロックカウンタのフローチャート .................................................................................... 19
クロックテストのフローチャート ........................................................................................ 20
クロックメインループモニタのフローチャート .................................................................. 20
クロック故障検出のブロック図 ........................................................................................... 21
異常周波数検出のブロック図 ............................................................................................... 22
IEC60730_InitCSV フローチャート ................................................................................... 22
IEC60730_CheckCSVStat フローチャート ........................................................................ 23
通信における CRC テスト.................................................................................................. 26
CRC コード生成のシーケンス ........................................................................................... 27
ソフトウェア CRC16 生成ソースコード ............................................................................ 28
CRC16 のテーブル ............................................................................................................. 29
ソフトウェア CRC32 生成ソースコード ............................................................................ 30
CRC32 のテーブル ............................................................................................................. 30
チェッカーボード法による 1 ワードのテスト .................................................................... 34
IO 機能の構成 ..................................................................................................................... 36
IO 入力/出力テストのフローチャート ................................................................................ 36
AD テストのフローチャート .............................................................................................. 38
プロジェクトの構造 ............................................................................................................. 41
リセットハンドラのサンプルコード .................................................................................... 41
メインファンクションのサンプルコード ............................................................................. 42
デュアルタイマ ISR ............................................................................................................. 46
ウォッチカウンタ ISR .......................................................................................................... 46
リロードタイマ ISR ............................................................................................................. 47
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Tables
Table 1-1 FM4 ファミリ 製品リスト ..................................................................................................... 7
Table 2-1 FM4 IEC60730 STL 試験項目 ................................................................................................. 11
Table 4-1 Cotex-M3 レジスタリスト...................................................................................................... 14
Table 5-1 割込みテストの初期値 ........................................................................................................... 40
Table 6-1 STL API の性能 ...................................................................................................................... 48
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1.
N O T E
はじめに
1.1
この文書について
このアプリケーションノートは提供するライブラリ関数の使用法および実装法について説明します。まず,
IEC60730 クラス B の要件を示し, 次にどのようにそれを実現するかを説明します。最後に, テスト関数を実
際のシステムに統合する方法を例示します。
1.2
IEC60730 について
国際電気標準会議(IEC)は各国の電子技術委員会(IEC 国内委員会)により構成された標準化のための国際組織
です。国際標準 IEC60730-1 は住宅用自動制御のための IEC 専門技術委員会により起草されました。2007 年
以降, 一般家電はシステムの安全性を高めるために IEC60730 に準拠しなければならなくなりました。
IEC60730 の付属書 H は, ハードウェアとソフトウェアの双方に実装される電子制御および組込みシステムに
適用されます。マイクロコントローラを使用するシステムは今日の家電の中の典型的な例です。特に
IEC60730 の付属書 H は, マイクロコントローラのテストおよび診断方法を詳細に説明しています。
付属書 H は, ソフトウェアに関連する標準項目をクラス A, B, または C に分類しています。
1.3
■Class A
湿度制御, 照明制御, タイマ等, 機器の安全に関わらないと想定される制御機能。
■Class B
洗濯機用の熱電開閉器またはドアロックのように, 機器にソフトウェア障害以外の障害
が発生した場合の災害防止を意図したコードを含むソフトウェア。
■Class C
密閉式水加熱システム用の熱電開閉器等, 他の保護装置を使用せず災害を防止するこ
とを意図したコードを含むソフトウェア。
FM4 ファミリ
MCU について
FM4 ファミリは 32 ビット汎用 MCU であり, 業界最先端の ARM Cortex® –M4F CPU を備え、信頼性が高く
高速で安全な組込みフラッシュ技術を集積しています。本ファミリは最大 200MHz までの CPU 周波数で動作
可能であり, 広い電圧範囲(2.7-5.5V)で動作します。3.3V および 5V システム双方に対応します。
また, 堅牢な一連の周辺機器機能も含まれており, モーター制御タイマ(MFT), ベースタイマ(PWM, PPG, リ
ロード, PWC タイマとして構成可能), ADC, オンチップメモリ(最大 2MB のフラッシュ, 128K までの SRAM)
およびさまざまな種類の通信インタフェース(USB, I2C, SIO, LIN, CAN)等を備えています。
Table 1-1 に示すように, オンチップメモリの容量はパーツ番号で区別されており, パッケージは LQFP と
BGA があります。
Table 1-1
Product
MB9BF166MPMC
MB9BF167MPMC
MB9BF168MPMC
FM4 ファミリ
製品リスト
Flash
SRAM
MAINFLASH:
512KB
WORKFLASH:
32KB
MAINFLASH:
768KB
WORKFLASH:
32KB
MAINFLASH:
1024KB
WORKFLASH:
32KB
MB9BF166NBGL
MAINFLASH:
512KB
MB9BF166NPMC
WORKFLASH:
32KB
Package
64KB
FPT-80P-M37
96KB
FPT-80P-M37
128KB
FPT-80P-M37
64KB
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
（続く）
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Product
Flash
SRAM
MB9BF167NBGL
MAINFLASH:
MB9BF167NPMC
WORKFLASH:
MB9BF168NBGL
MAINFLASH:
MB9BF168NPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF166RBGL
MAINFLASH:
512KB
MB9BF166RPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF167RBGL
MAINFLASH:
768KB
MB9BF167RPMC
WORKFLASH:
MB9BF168RBGL
MAINFLASH:
MB9BF168RPMC
WORKFLASH:
32KB
MAINFLASH:
512KB
WORKFLASH:
32KB
MAINFLASH:
768KB
WORKFLASH:
32KB
MB9BF366MPMC
MB9BF367MPMC
MB9BF368MPMC
MAINFLASH:
768KB
32KB
1024KB
32KB
1024KB
1024KB
WORKFLASH:
32KB
MB9BF366NBGL
MAINFLASH:
512KB
MB9BF366NPMC
WORKFLASH :
32KB
MB9BF367NBGL
MAINFLASH:
768KB
MB9BF367NPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF368NBGL
MAINFLASH:
MB9BF368NPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF366RBGL
MAINFLASH:
512KB
MB9BF366RPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF367RBGL
MAINFLASH:
768KB
MB9BF367RPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF368RBGL
MAINFLASH:
MB9BF368RPMC
WORKFLASH:
32KB
MAINFLASH:
512KB
WORKFLASH:
32KB
MAINFLASH:
768KB
WORKFLASH:
32KB
MB9BF466MPMC
MB9BF467MPMC
MB9BF468MPMC
MAINFLASH:
N O T E
1024KB
1024KB
1024KB
WORKFLASH:
32KB
MB9BF466NBGL
MAINFLASH:
512KB
MB9BF466NPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF467NBGL
MAINFLASH:
768KB
MB9BF467NPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF468NBGL
MAINFLASH:
MB9BF468NPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF466RBGL
MAINFLASH:
512KB
MB9BF466RPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF467RBGL
MAINFLASH:
768KB
MB9BF467RPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF468RBGL
MAINFLASH:
MB9BF468RPMC
WORKFLASH:
1024KB
1024KB
32KB
96KB
128KB
64KB
96KB
128KB
Package
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
BGL: BGA-144P-M05
PMC: FPT-120P-M23
BGL: BGA-144P-M05
PMC: FPT-120P-M23
BGL: BGA-144P-M05
PMC: FPT-120P-M23
64KB
FPT-80P-M37
96KB
FPT-80P-M37
128KB
FPT-80P-M37
64KB
96KB
128KB
64KB
96KB
128KB
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
BGL: BGA-144P-M09
PMC: FPT-100P-M37
BGL: BGA-144P-M09
PMC: FPT-100P-M37
BGL: BGA-144P-M09
PMC: FPT-100P-M37
64KB
FPT-80P-M37
96KB
FPT-80P-M37
128KB
FPT-80P-M37
64KB
96KB
128KB
64KB
96KB
128KB
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
BGL: BGA-144P-M09
PMC: FPT-100P-M37
BGL: BGA-144P-M09
PMC: FPT-100P-M37
BGL: BGA-144P-M09
PMC: FPT-100P-M37
（続く）
8
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A P P L I C A T I O N
Product
MB9BF566MPMC
MB9BF567MPMC
MB9BF568MPMC
N O T E
Flash
SRAM
MAINFLASH:
512KB
WORKFLASH:
32KB
MAINFLASH:
768KB
WORKFLASH:
32KB
MAINFLASH:
1024KB
WORKFLASH:
32KB
MB9BF566NBGL
MAINFLASH:
512KB
MB9BF566NPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF567NBGL
MAINFLASH:
768KB
MB9BF567NPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF568NBGL
MAINFLASH:
MB9BF568NPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF566RBGL
MAINFLASH:
512KB
MB9BF566RPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF567RBGL
MAINFLASH:
768KB
MB9BF567RPMC
WORKFLASH:
32KB
MB9BF568RBGL
MAINFLASH:
MB9BF568RPMC
WORKFLASH:
1024KB
1024KB
32KB
Package
64KB
FPT-80P-M37
96KB
FPT-80P-M37
128KB
FPT-80P-M37
64KB
96KB
128KB
64KB
96KB
128KB
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
BGL: BGA-112P-M05
PMC: FPT-100P-M23
BGL: BGA-144P-M09
PMC: FPT-100P-M37
BGL: BGA-144P-M09
PMC: FPT-100P-M37
BGL: BGA-144P-M09
PMC: FPT-100P-M37
S6E2GM6H0AGV20000
S6E2GM6HHAGV20000
S6E2GM6J0AGV20000
MAINFLASH:
1024KB
128KB
S6E2GM6JHAGV20000
FPT-144P-M08
FPT-176P-M07
S6E2GM8H0AGV20000
S6E2GM8HHAGV20000
S6E2GM8J0AGV20000
MAINFLASH:
1024KB
192KB
S6E2GM8JHAGV20000
FPT-176P-M07
S6E2HG6G0AGV20000
FPT-120P-M37
S6E2HG6F0AGV20000
MAINFLASH:
512KB
S6E2HG6E0AGV20000
WORKFLASH:
32KB
64KB
S6E2HG6G0AGB30000
FPT-100P-M23
FPT-80P-M37
FDI121
S6E2HG4G0AGV20000
FPT-120P-M37
S6E2HG4F0AGV20000
MAINFLASH:
256KB
S6E2HG4E0AGV20000
WORKFLASH:
32KB
S6E2HG4G0AGB30000
1.4
FPT-144P-M08
32KB
FPT-100P-M23
FPT-80P-M37
FDI121
FM4 IEC60730 STL デモプロジェクト
このプロジェクトは FM4 IEC60730 セルフテストライブラリの使用法を説明するためのサンプルプロジェク
トです。これは IAR EWARM Workbench V7.20 および Keil μVision V5.10 IDE 上で開発され, それぞれ
SK-FM4-U120-9B560 V1.1.0, FM4-176L-S6E2GM V1.0 および
FM4-120L-S6E2HG スタータキット上で評価されています。
注意:
1.
IAR EWARM Workbench V7.20 と Keil μVision V5.10 より後のバージョンでこの評価用プロジェクト
を開く場合, プロジェクト内の MCU タイプ情報が失われている可能性があります。そのため, 確認
し, 失われていた場合は修正してください。
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IAR EWARM Workbench V7.20 より前のバージョンでこの評価用プロジェクトを開く場合, MCU タ
イプ, あらかじめ含まれているファイル(C/C++コンパイラのプリプロセッサテーブル), icf ファイ
ル(デバッグオプションのリンクテーブル), フラッシュローダーファイル(デバッガーオプションの
ダウンテーブル)が失われている可能性があります。そのため, それらの設定を確認し, 失われてい
た場合は修正してください。
Keil μVision V5.10 より前のバージョンでこの評価用プロジェクトを開く場合, MCU タイプ, あら
かじめ含まれているファイル(C/C++コンパイラのプリプロセッサテーブル), デバッグ設定(プロ
ジェクト設定のデバッグテーブル)が失われている可能性があります。そのため, それらの設定を確
認し, 失われていた場合は修正してください。
MCU-AN-510127-J-10, September 11, 2015
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IEC60730 クラス B の要件
IEC60730 に定義された仕様においてソフトウェアクラス B またはソフトウェアクラス C に区分される機能
を有する制御は,ソフトウェアに関連する障害/エラーを防止し管理するための対策を, 安全に関するデータ内
およびソフトウェアの安全に関するセグメント内で講じることが求められています。これは, 当該ソフトウェ
アがマイクロコントローラ内外の障害を検出する試験方法を持たなければならないことを意味します。
FM4 IEC60730 セルフテストライブラリ(STL)は, FM4 ファミリ MCU に対するソフトウェアクラス B 要件(標準
に示された IEC60730 要件の大部分を含む)を対象にしています。クラス B コントローラについて, 試験すべき
要素, 採用すべき手法および実現すべき定義を,付属書 H の表 H.11.12.7 のまとめを用いて以下の表に示します。
Table 2-1
コンポーネント
FM4 IEC60730 STL 試験項目
障害/エラー
STL で使用する手法
定義
STL での有無
1. CPU
1.1 レジスタ
スタックエラー
スタティックメモリテスト
H. 2.19.6
○
1.2 プログラムカウンタ
スタックエラー
プログラムシーケンスの
H.2.18.10.2
○
タイムスロット監視
H.2.18.10.4
○
誤った周波数
周波数監視
H.2.18.10.1
○
4.1. 不揮発性メモリ
全 1 ビット不良
冗長性チェック
H.2.19.3.2
○
4.2. 揮発性メモリ
DC 不良
スタティックメモリテスト
H.2.19.6
○
4.3. アドレス［1］
スタックエラー
冗長性チェック
-
○
5. 内部データパス［2］
スタックエラー
-
-
×
6.1 データ［3］
ハミング距離 3
-
-
×
6.3 タイミング
誤った時刻ポイント
-
-
×
7.1 デジタル I/O
機能エラー
出力照合
H.2.18.12
○
7.2 A/D
機能エラー
入力比較
H.2.18.8
○
論理監視
2. 割込み
割込みせず, または頻繁す
ぎる割込み
3. クロック
4. メモリ
6.外部通信
7. 入出力周辺機器
注意:
1.
アドレス試験は不揮発性および揮発性メモリの試験法により部分的にカバーすることが可能です。たと
えば, 2 個のセルが同じアドレスにマッピングされるエラーは CRC テストで不揮発性メモリをテストす
る際に確認できます。
2.
内部データパスは外部メモリ使用時にのみテストされます。
3.
本 STL では外部通信テストは含まれていません。しかし, 外部通信データは不揮発性メモリテストと同
様の方法でテスト可能です。
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3.
N O T E
C60730 クラス B STL 概要
次の図に示すように, STL には CPU, 割込み, クロック, メモリおよび入出力周辺モジュールが含まれていま
す。この図は STL 内のファイル構造とソフトウェア API を表しています。STL は C およびアセンブリ言語
でコーディングされています。
FM4 IEC60730 STL は ARM と IAR のコンパイラと互換性を持たせています。そこで, STL はコンパイラの違
いに応じて 2 種類の CPU test.s および RAM test.s ファイルを提供しています。
Figure 3-1
FM4 IEC60730 STL 試験項目
IEC60730_B_STL
CPU
Test.s
reg_test()
pc_test()
Clock
Test.c
ClkInit()
ClkTestReset()
ClkCnt()
ClkTest()
ClkMonInMainloop()
InitCSV()
CheckCSVStat
Interrupt
Test.c
ROM
Test.c
HardwareCRC16Gen()
HardwareCRC16Test()
SoftwareCRC16Gen()
SoftwareCRC16Test()
IntCntPro()
IntTestInit()
IntTest()
HardwareCRC32Gen()
HardwareCRC32Test()
SoftwareCRC32Gen()
SoftwareCRC32Test()
RAM
Test.s
ram_test()
IO
Test.c
GPIOOutput
Test()
GPIOInput
Test()
ADTest()
AD
Test.c
ADTest()
STL はいくつかの独立した機能モジュールで構成され, それらはアプリケーションの要求に従って 1 回また
は繰り返し実行する必要があります。
1 回だけ実行されるテスト機能はパワーオンセルフテスト(POST)と呼ばれ, システムの初期化時に実行する
必要があります。このテストは常に完結しますが破壊的です（イニシャライズが必要）
。つまり, すべてのテ
スト領域をカバーしますが, データはテストの実行後復元されません。PC, レジスタ, ROM/RAM, IO, AD テ
ストはすべて POST です。
繰り返し実行されるテスト機能はビルドインセルフテスト(BIST)と呼ばれ, メインループ内または一定間隔
でのタイマ割込みサービスルーチン内で実行されなければなりません。このテストはテストデータを変更せ
ず, プログラム実行中のモニタとして機能します。割込みとクロックは BIST です。
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注意:
1.
このライブラリは説明されている通りに使用しなければならず,一部が変更された場合, その部分は新
たに検証されなければなりません。
2.
本ライブラリは, このアプリケーションノートに特に記載されていないものを含めて, すべての Fujitsu
Cotex-M4F MCU に転用可能です。
3.
記述を簡単にするため, ファイルと機能名のプリフィックスは省略してあります。
4.
この STL には, IAR と Keil IDE のために, CPU および RAM テストに用いる 2 種類のアセンブラファイ
ルが用意されています。
5.
クロックとフラッシュテストには 2 種類のテスト方法が使用可能です。
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4.
N O T E
IEC60730 クラス B STL API
4.1
CPU レジスタテスト
ARM Cotex-M4F には 19 個のコアレジスタがあり, 読み書きが可能です。これらのレジスタをテストする必
要があります。
Table 4-1
Cotex-M3 レジスタリスト
レジスタ名
テストするビット
R0-R12
[31:0]
R13 (SP_main, SP_process)［1］
[31:4]
R14 (LR)
[31:0]
APSR[2]
[31:27]
PRIMASK［3］
0
FAULTMASK［4］
0
BASEPRI［5］
[7:4]
注意:
4.1.1
1.
ARM Cotex-M4F カーネルには 2 つのスタックポインタがあります。メインスタックポインタ(MSP)と
プロセススタックポインタ(PSP)です。
ハンドラモードでは MSP, プロセスモードでは MSP または PSP
を使用します。R13 は現在の SP を示します。
2.
APSR の上位 5 ビットのみが有効です。
3.
PRIMASK のビット 0 のみが有効です。
4.
FAULTMASK のビット 0 のみが有効です。
5.
FM4 MCU の割込み優先レジスタのビット[7:4]により 16 個の割込み優先レベルが設定できます。した
がって, BASEPRI のビット[7:4]のみがユーザ割込みのマスクに使用できます。
テストの説明
表 H.11.12.7 に示されているように, レジスタは『スタックエラー』のチェックを受けなければなりません。
レジスタテストの実行には単純なチェッカーボード法を使用しますが, これはスタックエラー検出に有効な
方法です。
このテストは, カーネルレジスタにアクセスする必要があるため, システムが特権モードでリセットされる
際にスタートアップファイルで呼び出される必要があります。このテストではレジスタテスト中の割込みが
無効になりません。レジスタテストが割り込まれないように, この関数が呼び出される際はアプリケー
ションで割込みを無効にする必要があります。
レジスタに直接アクセスするために, レジスタテストにはアセンブリ言語が使用されています。このテスト
は非常に重要なので, レジスタテストでエラーが検出された場合は, プログラムが無限ループに入るように
設計されています。
1 個のレジスタをテストするフローチャートを次の図に示します。
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Figure 4-1
N O T E
テスト 1
レジスタテスト
開始
パターン逆転
1パターン選択
レジスタにパターンデー
タ書き込み
レジスタに逆転パターン
データ書き込み
レジスタ読み出し
レジスタ読み出し
読み出しデータが書き込み
データと同じか検証
Y
N
読み出しデータが書き込み
データと同じか検証
N
無限ループにジャンプ
4.1.2
Y
リターン
API の定義
名称
iec60730_reg_test
パラメータ
なし
リターン
なし
説明:
この API は, R0-R12 (下位:R0-R7, 上位:R8-R12), 特殊レジスタ(SP, LR, APSR, PRIMASK, FAULTMASK,
BASEPRI)を含むすべてのレジスタをチェッカーボード法でテストするものです。この関数はリセットハンド
ラで呼び出されなければなりません。
4.2
CPU PC テスト
4.2.1
テストの説明
表 H.11.12.7 に示されているように, PC は『スタックエラー』のチェックを受けなければなりません。PC テ
ストは 8 個のサブルーチンを使用し, 各サブルーチンから得られる PC 値が事前定義値と同じであるかどうか
を検証します。
このテストはシステムが特権モードでリセットされる際にスタートアップファイルで呼び出される必要があ
ります。このテストではレジスタテスト中の割込みが無効になりません。レジスタテストが割り込まれない
ようにこの関数が呼び出される際の割込みの無効設定は, アプリケーションで行う必要があります。
PC レジスタに直接アクセスするために, PC テストにはアセンブリ言語が使用されています。またこのテスト
は非常に重要なため, PC テストでエラーが検出された場合は, プログラムが無限ループに入るように設計さ
れています。
PC テストフローを以下に示します。
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Figure 4-2
N O T E
PC テストフロー
サブルーチン1
にジャンプ
サブルーチン1
のアドレスを
格納
サブルーチン1
のアドレスを
確認
...
サブルーチン8
にジャンプ
サブルーチン8
のアドレスを
格納
サブルーチン8
のアドレスを
確認
4.2.2
API の定義
名称
iec60730_pc_test
パラメータ
なし
リターン
なし
説明:
この API は, さまざまな領域でサブルーチンにジャンプしてサブルーチンアドレスを獲得し, 得られたアド
レスが正しいかを検証するものです。この関数はリセットハンドラで呼び出されなければなりません。
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4.3
N O T E
割込みテスト
4.3.1
テストの説明
クラス B 要件を満たすには, 割込みに対して『間違った回数』のチェックを行う必要があります。このテス
トはシステムに高度に依存するタスクであり, そのため STL は概略処理ができるのみで, ラップアップハン
ドルを提供することしかできません。つまり, いくつかの特定の割込みが定義されている回数発生したこと
(これより少なかったり多かったりしないか)をチェックします。IEC60730_IntTest(割込みテスト関数)が特定
の間隔(タイマまたは線周波数割込みでトリガーされるなど)で呼び出されることを前提としています。監視
するすべての特定の割込みハンドラは IEC60730_IntCnt を呼び出すことにより専用のグローバル変数(Freq)を
デクリメントする必要があります。IEC60730_IntTest はその変数を事前定義の上限および下限と比較して, 制
限を超えている場合は事前設定値に設定してエラーを返します。
例えば, タイマ 0～3 割込みが 10 秒間に 5 回発生するかどうかを測定します。10 秒タイミングがリロードタ
イマから得られるとします。タイマ 0-3 の割込み回数範囲を[3, 7]にセットします。
Figure 4-3
割込みテストブロック図
リロードタイマ割込み
ユーザコード
IEC60730_IntTest()
N
3<freq_init[0]-freq[0]<7?
Y
N
3<freq_init[1]-freq[1]<7?
Y
N
3<freq_init[2]-freq[2]<7?
Y
N
タイマ0
タイマ1
タイマ2
タイマ3
割込み
割込み
割込み
割込み
3<freq_init[3]-freq[3]<7?
IEC60730_
IntITestnit()
Y
IEC60730_
IntTestInit()
freq 初期化
通常リターン
freq 初期化
INT_ERRORを
ユーザコード
IEC60730_
IntCntPro(0)
ユーザコード
IEC60730_
IntCntPro(1)
freq[0]--
ユーザコード
IEC60730_
IntCntPro(2)
freq[1]--
ユーザコード
IEC60730
IntCntPro(3)
freq[2]--
freq[3]--
返す
ユーザコード
ユーザコード
ユーザコード
ユーザコード
ユーザコード
リターン
リターン
リターン
リターン
リターン
割り込み
メインループ
割込みテストとユーザアプリケーションとの依存関係はありません。必要なことはテストしたい割込みに割
込みテスト API を追加するだけです。
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4.3.2
N O T E
API の定義
名称
IEC60730_IntTestInit
pFreq: 回数カウンタへのポインタ
pFreqLower: 下限回数へのポインタ
パラメータ
pFreqUpper: 上限回数へのポインタ
pFreqInitial: 回数初期値へのポインタ
ArraySize: 割込み情報を格納した配列のサイズ
リターン
なし
説明:
この API は割込みテスト用に str_int_test_par_t 構造体を初期化します。ここには定義済の回数範囲と回数の
初期値が含まれています。割込みテスト開始前のシステム初期化時に呼び出される必要があります。
名称
IEC60730_IntCntPro
パラメータ
IntNum: 割込み番号
リターン
なし
説明:
この API は割込み番号で指定される割込みの回数カウンタを減少させます。この関数は特権割込みの中で呼
び出される必要があります。
名称
パラメータ
リターン
IEC60730_IntTest
なし
0: IEC60730_TEST_NORMAL
1: IEC60730_TEST_FUNC_ERROR
説明:
これは割込みテストのメイン API で, 割込みが時間内に処理されるかを検証します。タイマ割込みまたはメ
インループ内で一定間隔に呼び出される必要があります。
4.4
クロックテスト
4.4.1
テストの説明
クラス B 要件を満たすには, CPU クロックに対して『間違った周波数』のチェックを行う必要があります。
これには, クロックテスト用の標準クロックとして 2 個目の独立したクロックが必要です。本ライブラリに
はクロックテスト実行のために 2 つの方法が用意されています。1 番目の方法として, FM4 MCU にはウォッ
チカウンタが集積されており, これは外部サブクロック(32.768kHz オシレータ)で駆動可能です。このサブク
ロックを標準クロックとして扱うことができます。2 番目の方法として, FM4 MCU にはクロック故障検出お
よび異常周波数検出機能を持つクロックスーパバイザ(以後 CSV)が集積されています。CSV はクロックテス
トにも使用できます。
■ウォッチカウンタを使用してクロックテストを行う
このテストはウォッチカウンタを標準クロックとして使用し, タイマ割込みでカウントされるタイムティッ
クで検証することにより CPU クロック周波数が許容範囲内にあるかどうかをテストします。タイマ割込みの
ソースクロックは CPU クロックと同一でなければなりません。CPU クロックがサブクロックで駆動されて
いる場合はテストできません。32.768kHz の発振器を正確と想定するからです。
次の図に示すように, テスト関数 IEC60730_ClkCnt, IEC60730_ClkTest および IEC60730_ClkMonMainloop が実
装されています。タイマ割込みの発生回数はウォッチカウンタがモニタし, ウォッチカウンタの割込み発生
はメインループでチェックされています。
18
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Figure 4-4
N O T E
クロックテストブロック図
ウォッチカウンタ割込みハ
ウォッチカウンタ
ンドラ
割込みハンドラ
メインループ
タイマ割込みハンドラ
…
…
…
freq
IEC60730_ClkCnt
…
割込み発生フラグ
IEC60730_ClkTest
IEC60730_ClkMonInMainloop
…
…
モニタクロック
従属クロック
API IEC60730_ClkCnt はグローバル変数『freq』をカウントするために使用され, タイマ割込みハンドラ中で
呼び出されます。タイマのソースクロックは CPU クロックと同じでなければなりません。IEC60730_ClkCnt
のフローチャートを以下に示します。
Figure 4-5
クロックカウンタのフローチャート
注意:
1.
最初のカウントサイクルが通常サイクルの 2 倍という FM4 MCU のウォッチカウンタの制限があるため,
グローバル変数『freq』は最初のウォッチカウンタ割込みが発生するまでカウントします。そのため, 最
初のウォッチカウンタ割込みは無視しなければなりません。
API IEC60730_ClkTest は『freq』が定義されている範囲内にあるかをチェックするもので, ウォッチカウンタ
割込みハンドラの中で呼び出されます。
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Figure 4-6
N O T E
クロックテストのフローチャート
API IEC60730_ClkMonInMainloop IEC60730_ClkMonInMainloop は, ある時間内でのウォッチカウンタ割込み
の発生を保証します。この時間は, 実際のアプリケーションに従ってユーザが設定したしきい値に依存しま
す。IEC60730_ClkMonMainInloop のフローチャートを次の図に示します。
Figure 4-7
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クロックメインループモニタのフローチャート
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■CSV を使ってクロックテストを行う
CSV には 2 つの機能があります。クロック故障検出(CSV: Clock failure detection by clock Super Visor)と異常周
波数検出(FCS: anomalous Frequency detection by Clock Super visor)です。
クロック故障検出はメインおよびサブクロックをモニタします。指定時間内にモニタクロックの立ち上がり
が検出されないと, この機能は発振器の故障と判断しシステムリセット要求を出力します。メインクロック
は高速 CR クロックを使用してモニタされており, サブクロックは低速 CR クロックを使用してモニタされて
います。メインクロック用高速 CR の 32 クロック以内, またはサブクロック用低速 CR の 32 クロック以内に
立ち上がりが検出されないと, 発振器が故障したと判断されます。Figure 4-8 にクロック故障検出のブロック
図を示します。
Figure 4-8
メインOSC
高速CR
クロック故障検出のブロック図
メインクロック
カウンタ
制御回路
レジスタ
サブOSC
低速CR
CSV_RESET
サブクロック
カウンタ
異常周波数検出はメインクロックをモニタします。高速 CR の分周クロックのエッジと次のエッジとの間の
指定された期間で, この機能はメインクロックを使用して内部カウンタをカウントアップします。このカ
ウント値が設定された範囲外に出ると, この機能はメインクロック周波数が異常だと判断し, 割込みリクエ
ストまたはシステムリセットリクエストを CPU に出力します。Figure 4-9 に異常周波数検出のブロック図を
示します。
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Figure 4-9
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異常周波数検出のブロック図
メインOSC
分周器
エッジ
検出
周波数
カウンタ
高速CR
制御回路レジスタ
ウィンドウレジスタ
FCS_RESET
FCS_INT
2 つのテスト関数が実装されています。IEC60730_InitCSV と IEC60730_CheckCSVStat です。
API IEC60730_InitCSV はユーザがクロック故障検出および異常周波数検出の禁止/許可を選択できるように
します。これはシステムクロック初期化以前に呼び出されなければなりません。Figure 4-10 はそのフロー
チャートを示します。
Figure 4-10 IEC60730_InitCSV フローチャート
22
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注意:
1.
高速 CR トリミングの初期値は工場出荷時にアドレス 0x00402000 に保存されています。
2.
アドレス 0x00402000 の CR トリミング値が壊れている場合は, 標準的な値(0x016B)がトリミングレジス
タ MCR_FTRM に書き込まれます。
3.
メインクロックの期待精度を設定する際には, 高速 CR 周波数も考慮する必要があります。高速 CR 発振
器の精度は 4MHz±3%と考えてください(例えば MB9B160R / MB9B360R / MB9B460R / MB9B560R シリー
ズの精度は、データシートにあるように, 25℃で 4MHz±2%です。したがって 4MHz±3%はマージンを
取った値としています)。ベース上側および下側カウントは次の公式により計算されます。
base lower count (+3.0%で動作) = 1/[(freq/512*) × (1 + 0.03)] × freq = 512/1.03
= 497
base upper count (-3.0%で動作) = 1/[(freq/512*) × (1 - 0.03)] × freq = 512/0.97
= 528
本 STL の API(IEC60730_InitCSV)にて精度 5%を設定した場合は, 以下の値が設定されます。
lower count = 497 × 0.95 = 472
upper count = 528 × 1.05 = 554
4.
CSV 機能を許可後, メインクロック用高速 CR の 32 クロック以内またはサブクロック用低速 CR の 32
クロック以内に立ち上がりエッジが検出されないとリセットがかかります。
5.
FCS 機能と FCS 割込みの許可後, メインクロックの周波数が設定範囲外で検出され, また FCS リセット
が出力されないように設定されていると, FCS 割込みが発生します。
API IEC60730_CheckCSVStat はクロック故障検出または異常周波数検出が発生したかどうかのチェックに使
用します。この API は IEC60730_InitCSV の前に呼び出されなければなりません。Figure 4-11 はそのフロー
チャートを示しています。
Figure 4-11 IEC60730_CheckCSVStat フローチャート
4.4.2
API の定義
■ウォッチカウンタを使用してクロックテストを行う場合
名称
パラメータ
なし
リターン
なし
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IEC60730_ClkCnt
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説明:
この API はクロック周波数のカウントに使用し, タイマ割込みの中で呼び出されなければなりません。
名称
パラメータ
IEC60730_ClkTest
なし
0: IEC60730_TEST_NORMAL
リターン
1: IEC60730_TEST_FUNC_ERROR
説明:
この API は, タイマ割込みでカウントされるタイムティックを検証することにより, CPU クロックの周波数
が許容範囲内にあるかどうかをテストします。これはウォッチカウンタ割込みで呼び出す必要があり, その
割込みは別個の 32.768kHz クロック(FM4 MCU のサブクロック)で駆動されています。
名称
パラメータ
IEC60730_ClkMonInMainloop
なし
0: IEC60730_TEST_NORMAL
リターン
1: IEC60730_TEST_FUNC_ERROR
説明:
この API はウォッチカウンタ割込みの発生をモニタするために使用します。メインループ中で呼び出す必要
があります。
名称
IEC60730_ClkTestReset
パラメータ
なし
リターン
なし
説明:
この API を用いて割込みテスト変数をリセットします。
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名称
IEC60730_ClkInit
FreqLower:タイマ割込み最小発生周波数を示します
パラメータ
FreqUpper:タイマ割込み最大発生周波数を示します
ClkTestThreshold:閾値を示します
リターン
なし
説明:
この API はクロックテスト開始前のシステム初期化時に呼び出す必要があります。
パラメータ FreqLower と FreqUpper は実際の例に従って設定します。たとえば, 50ms タイマ割込みをモニタ
するためにウォッチカウンタの 1s インターバルを使用する場合は, FreqLower =18, FreqUpper =22 の値をタイ
マクロック周波数の限界として設定します。この周波数の標準値は 20 です。
閾値を推定することは重要です。しきい値は少なくとも 1s/メインループ の実行時間でなければなりません。
■CSV を使ってクロックテストを行う場合
名称
IEC60730_CheckCSVStat
パラメータ
pRegRSTStat:リセット要因レジスタからデータを取得します
リターン
なし
説明:
この API はクロック故障検出または異常周波数検出が発生したかどうかのチェックに使用します。パラメー
タ『pRegRSTStat』にはリセット要因レジスタから読み出したデータのアドレスが格納されます。この API は
CSV により起こるリセットを処理するだけです。そうでない場合には正常状態を返します。この API は
IEC60730_InitCSV の前に呼び出されなければなりません。
名称
IEC60730_InitCSV
CSV_MCLKMonEn:0: CSV メインクロックのモニタ禁止 1: CSV メインクロックのモニタ許可
CSV_SCLKMonEn:0: CSV サブクロックのモニタを禁止, 1: CSV サブクロックのモニタを許可
FCS_MONInfo: a fcs_mon_info_t structure
パラメータ
typedef struct fcs_mon_info
{
stl_uint8_t FCSMonEn;
/* 0: disable FCS function, 1: enable FCS function */
stl_uint8_t MCLKFreqAccuracy; /* input the excepted accuracy of main clock, 5->5%*/
} fcs_mon_info_t;
リターン
0: IEC60730_TEST_NORMAL
2: IEC60730_TEST_PARA_ERROR
説明:
この API は CSV のメイン/サブクロック機能を許可/禁止でき, メインクロック周波数の期待精度を入力します。
これはシステムクロック初期化以前に呼び出されなければなりません。
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不揮発性メモリのテスト
FM4 MCU の不揮発性メモリとはオンチップフラッシュメモリのことです。フラッシュのサイズは Table 1-1
に示すように製品に応じて異なります。
FM4 MCU はオンチップ CRC(巡回冗長検査)モジュールを集積しています。CRC モジュールはエラー検出シ
ステムです。CRC コードは入力データ文字列を高次多項式と仮定して, それを定義済みの生成多項式で除算
した後の剰余です。通常, データ文字列は送信時に CRC コードがサフィックスとして付けられ, 受信した
データは上と同様に生成多項式で除算されます。受信データが割り切れれば正しく受信できたと判断します。
オンチップフラッシュメモリのテストにおいても、CRC を利用し、格納されているデータおよびプログラム
に故障が発生していないことの検査をします。
CRC モ ジ ュ ー ル は CCITT CRC16 ま た は IEEE-802.3 CRC32 の ど ち ら か を 使 用 で き , そ の 選 択 は
CRCCR:CRC32 ビットで設定します。このモジュールの生成多項式は, これら 2 つのモード用の数値に固定
されています。
■
■
CCITT CRC16 生成多項式: 0x1021(0x11021 の最上位ビットを省略)
IEEE-802.3 CRC32 生成多項式: 0x04C11DB7
次の図は, FM4 MCU が他の装置と通信するときに CRC テストを適用する場合を示しています。
Figure 4-12 通信における CRC テスト
ハードウェアCRCテスト(
FM3 MCU)
ソフトウェアCRCテスト(
その他のMUCまたはPC)
内蔵ハードウェア
CRCジェネレータ
ソフトウェアCRC
演算
RX
D0,D1,D2…DN
D0,D1,D2…DN
CRCコード
生成
CRCコー
ド
D0,D1,D2…DN
CRCコー
ド
D0,D1,D2…DN
ソフトウェアCRC
演算
生成されたCRCコードの
検証
D0,D1,D2…DN
TX
D0,D1,D2…DN
内蔵ハードウェア
CRCジェネレータ
CRCコード
生成
CRCコード
生成されたCRCコードの
検証
D0,D1,D2…DN
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D0,D1,D2…DN
CRCコー
ド
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テストの説明
4.5.1
クラス B 要件を満たすには, フラッシュテストは『単一ビット不良』のチェックを行う必要があります。こ
のテストは CRC16/32 テストとして実行できます。ハードウェア CRC16/32 テストを実現するためにオン
チップの CRC モジュールを使用します。また, ハードウェア CRC と同一の演算を実行するソフトウェア
CRC16/32 も提供しています。
フラッシュテストで CRC16 演算を使用する場合は, IEC60730_user.h ファイル中で定義
『FLASH_TEST_USE_CRC16』を有効にします。さもなくば CRC32 演算が実行されます。
このテストは, スタートアップ手続き時に実行してコード領域全体をテストするか, または定期的に呼び出
してサブブロックをテストすることができます。
フラッシュテストは、プログラム開発時に開発ツールで作成した CRC コードと、テスト時に演算して作成
した CRC コードの比較を行います。開発ツールで CRC コードを作成する方法を 8.1 フラッシュの CRC コ
ード作成方法に示します。
注意:
1.
CRC は, ハミング距離 3 の検出を行う H.2.19.4.1 を満たす, 外部との通信データのテストに使用すること
ができます。
■ ハードウェア CRC
ハードウェア CRC モジュールを使用した CRC コードの生成手順は以下のようになります。
(1) CRC 制御レジスタ CRCCR および初期値レジスタ CRCINIT を初期化する
(2) 初期値ビット(CRCCR:INIT)に『1』を書き込む。CRCINIT の値が CRC レジスタ CRCR にロードされる。
(3) 入力データレジスタ CRCIN に連続的にデータを書き込む。すると CRC の計算が始まる。CRC コードを
得るためには CRC レジスタ(CRCR)を読み出す。
Figure 4-13
CRC コード生成のシーケンス
初期化()
データ書込み()
CRC 計算()
開始()
データ書込み()
データ書込み()
CRC 読出し()
September 11, 2015, MCU-AN-510127-J-10
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■
＞
N O T E
ソフトウェア CRC
ソフトウェア CRC16 の演算
CRC テーブル参照法を使用します。CRC コードを生成するためにソフトウェア CRC16 演算は 6 つの手順を
実行します。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
CRC コードを 0xFFFF で初期化する。
CRC コードを 256 で割って『temp』として保存する。
CRC コードを 8 ビット左シフトする。
CRC コードと、CRC テーブルから取得した値(テーブルインデックスは『temp』と対象データを XOR
した値を使用)の XOR をとり、CRC コードに格納する。
対象データを 1 バイト分インクリメントする。
対象データのバイトサイズ分、(2)～(5)を繰り返す。
ソフトウェア CRC16 生成コードと CRC16 のテーブルを次の図に示します。
Figure 4-14 ソフトウェア CRC16 生成ソースコード
stl_uint16_t IEC60730_SoftwareCRC16Gen(stl_uint8_t *pData, stl_uint32_t Size)
{
stl_uint8_t temp;
stl_uint8_t *p_temp_data = pData;
stl_uint16_t crc = 0xFFFF;
while(Size-- != 0)
{
temp = crc/256;
crc <<=8;
crc ^= CRCTable[temp^*p_temp_data];
p_temp_data++;
}
return crc;
}
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MCU-AN-510127-J-10, September 11, 2015
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Figure 4-15
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CRC16 のテーブル
const stl_uint16_t crc_table[256]={
0x0000, 0x1021, 0x2042, 0x3063, 0x4084, 0x50A5, 0x60C6, 0x70E7,
0x8108, 0x9129, 0xA14A, 0xB16B, 0xC18C, 0xD1AD, 0xE1CE, 0xF1EF,
0x1231, 0x0210, 0x3273, 0x2252, 0x52B5, 0x4294, 0x72F7, 0x62D6,
0x9339, 0x8318, 0xB37B, 0xA35A, 0xD3BD, 0xC39C, 0xF3FF, 0xE3DE,
0x2462, 0x3443, 0x0420, 0x1401, 0x64E6, 0x74C7, 0x44A4, 0x5485,
0xA56A, 0xB54B, 0x8528, 0x9509, 0xE5EE, 0xF5CF, 0xC5AC, 0xD58D,
0x3653, 0x2672, 0x1611, 0x0630, 0x76D7, 0x66F6, 0x5695, 0x46B4,
0xB75B, 0xA77A, 0x9719, 0x8738, 0xF7DF, 0xE7FE, 0xD79D, 0xC7BC,
0x48C4, 0x58E5, 0x6886, 0x78A7, 0x0840, 0x1861, 0x2802, 0x3823,
0xC9CC, 0xD9ED, 0xE98E, 0xF9AF, 0x8948, 0x9969, 0xA90A, 0xB92B,
0x5AF5, 0x4AD4, 0x7AB7, 0x6A96, 0x1A71, 0x0A50, 0x3A33, 0x2A12,
0xDBFD, 0xCBDC, 0xFBBF, 0xEB9E, 0x9B79, 0x8B58, 0xBB3B, 0xAB1A,
0x6CA6, 0x7C87, 0x4CE4, 0x5CC5, 0x2C22, 0x3C03, 0x0C60, 0x1C41,
0xEDAE, 0xFD8F, 0xCDEC, 0xDDCD, 0xAD2A, 0xBD0B, 0x8D68, 0x9D49,
0x7E97, 0x6EB6, 0x5ED5, 0x4EF4, 0x3E13, 0x2E32, 0x1E51, 0x0E70,
0xFF9F, 0xEFBE, 0xDFDD, 0xCFFC, 0xBF1B, 0xAF3A, 0x9F59, 0x8F78,
0x9188, 0x81A9, 0xB1CA, 0xA1EB, 0xD10C, 0xC12D, 0xF14E, 0xE16F,
0x1080, 0x00A1, 0x30C2, 0x20E3, 0x5004, 0x4025, 0x7046, 0x6067,
0x83B9, 0x9398, 0xA3FB, 0xB3DA, 0xC33D, 0xD31C, 0xE37F, 0xF35E,
0x02B1, 0x1290, 0x22F3, 0x32D2, 0x4235, 0x5214, 0x6277, 0x7256,
0xB5EA, 0xA5CB, 0x95A8, 0x8589, 0xF56E, 0xE54F, 0xD52C, 0xC50D,
0x34E2, 0x24C3, 0x14A0, 0x0481, 0x7466, 0x6447, 0x5424, 0x4405,
0xA7DB, 0xB7FA, 0x8799, 0x97B8, 0xE75F, 0xF77E, 0xC71D, 0xD73C,
0x26D3, 0x36F2, 0x0691, 0x16B0, 0x6657, 0x7676, 0x4615, 0x5634,
0xD94C, 0xC96D, 0xF90E, 0xE92F, 0x99C8, 0x89E9, 0xB98A, 0xA9AB,
0x5844, 0x4865, 0x7806, 0x6827, 0x18C0, 0x08E1, 0x3882, 0x28A3,
0xCB7D, 0xDB5C, 0xEB3F, 0xFB1E, 0x8BF9, 0x9BD8, 0xABBB, 0xBB9A,
0x4A75, 0x5A54, 0x6A37, 0x7A16, 0x0AF1, 0x1AD0, 0x2AB3, 0x3A92,
0xFD2E, 0xED0F, 0xDD6C, 0xCD4D, 0xBDAA, 0xAD8B, 0x9DE8, 0x8DC9,
0x7C26, 0x6C07, 0x5C64, 0x4C45, 0x3CA2, 0x2C83, 0x1CE0, 0x0CC1,
0xEF1F, 0xFF3E, 0xCF5D, 0xDF7C, 0xAF9B, 0xBFBA, 0x8FD9, 0x9FF8,
0x6E17, 0x7E36, 0x4E55, 0x5E74, 0x2E93, 0x3EB2, 0x0ED1, 0x1EF0
};
> ソフトウェア CRC32 の演算
CRC テーブル参照法を使用します。CRC コードを生成するためにソフトウェア CRC32 演算は 6 つの手順を
実行します。
(1) CRC コードを 0xFFFFFFFF で初期化する。
(2) CRC コードを 24 ビット右シフトして『temp』として保存する。
(3) CRC コードを 8 ビット左シフトした値と、CRC テーブルから取得した値(テーブルインデックスは『temp』
と対象データを XOR した値を使用)の XOR をとり、CRC コードに格納する。
(4) 対象データを 1 バイト分インクリメントする。
(5) 対象データのバイトサイズ分、(2)～(4)を繰り返す。
(6) 最後に CRC コードをビット反転させる。
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ソフトウェア CRC32 生成コードと CRC32 のテーブルを次の図に示します。
Figure 4-16 ソフトウェア CRC32 生成ソースコード
stl_uint32_t IEC60730_SoftwareCRC32Gen(stl_uint8_t *pData, stl_uint32_t Size)
{
stl_uint8_t temp;
stl_uint8_t *p_temp_data = pData;
stl_uint32_t crc = 0xFFFFFFFF;
while(Size--)
{
temp=( crc >> 24 );
crc = ( crc << 8 ) ^ CRCTable[temp^*p_temp_data];
p_temp_data++;
}
return ~crc;
}
Figure 4-17
CRC32 のテーブル
const stl_uint32_t CRCTable[256]={
0x00000000L, 0x04c11db7L, 0x09823b6eL, 0x0d4326d9L,
0x130476dcL, 0x17c56b6bL, 0x1a864db2L, 0x1e475005L,
0x2608edb8L, 0x22c9f00fL, 0x2f8ad6d6L, 0x2b4bcb61L,
0x350c9b64L, 0x31cd86d3L, 0x3c8ea00aL, 0x384fbdbdL,
0x4c11db70L, 0x48d0c6c7L, 0x4593e01eL, 0x4152fda9L,
0x5f15adacL, 0x5bd4b01bL, 0x569796c2L, 0x52568b75L,
0x6a1936c8L, 0x6ed82b7fL, 0x639b0da6L, 0x675a1011L,
0x791d4014L, 0x7ddc5da3L, 0x709f7b7aL, 0x745e66cdL,
0x9823b6e0L, 0x9ce2ab57L, 0x91a18d8eL, 0x95609039L,
0x8b27c03cL, 0x8fe6dd8bL, 0x82a5fb52L, 0x8664e6e5L,
0xbe2b5b58L, 0xbaea46efL, 0xb7a96036L, 0xb3687d81L,
0xad2f2d84L, 0xa9ee3033L, 0xa4ad16eaL, 0xa06c0b5dL,
0xd4326d90L, 0xd0f37027L, 0xddb056feL, 0xd9714b49L,
0xc7361b4cL, 0xc3f706fbL, 0xceb42022L, 0xca753d95L,
0xf23a8028L, 0xf6fb9d9fL, 0xfbb8bb46L, 0xff79a6f1L,
0xe13ef6f4L, 0xe5ffeb43L, 0xe8bccd9aL, 0xec7dd02dL,
0x34867077L, 0x30476dc0L, 0x3d044b19L, 0x39c556aeL,
0x278206abL, 0x23431b1cL, 0x2e003dc5L, 0x2ac12072L,
0x128e9dcfL, 0x164f8078L, 0x1b0ca6a1L, 0x1fcdbb16L,
0x018aeb13L, 0x054bf6a4L, 0x0808d07dL, 0x0cc9cdcaL,
0x7897ab07L, 0x7c56b6b0L, 0x71159069L, 0x75d48ddeL,
0x6b93dddbL, 0x6f52c06cL, 0x6211e6b5L, 0x66d0fb02L,
0x5e9f46bfL, 0x5a5e5b08L, 0x571d7dd1L, 0x53dc6066L,
0x4d9b3063L, 0x495a2dd4L, 0x44190b0dL, 0x40d816baL,
0xaca5c697L, 0xa864db20L, 0xa527fdf9L, 0xa1e6e04eL,
0xbfa1b04bL, 0xbb60adfcL, 0xb6238b25L, 0xb2e29692L,
0x8aad2b2fL, 0x8e6c3698L, 0x832f1041L, 0x87ee0df6L,
0x99a95df3L, 0x9d684044L, 0x902b669dL, 0x94ea7b2aL,
0xe0b41de7L, 0xe4750050L, 0xe9362689L, 0xedf73b3eL,
0xf3b06b3bL, 0xf771768cL, 0xfa325055L, 0xfef34de2L,
0xc6bcf05fL, 0xc27dede8L, 0xcf3ecb31L, 0xcbffd686L,
30
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MCU-AN-510127-J-10, September 11, 2015
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0xd5b88683L,
0x690ce0eeL,
0x7a089632L,
0x4f040d56L,
0x5c007b8aL,
0x251d3b9eL,
0x36194d42L,
0x0315d626L,
0x1011a0faL,
0xf12f560eL,
0xe22b20d2L,
0xd727bbb6L,
0xc423cd6aL,
0xbd3e8d7eL,
0xae3afba2L,
0x9b3660c6L,
0x8832161aL,
0x5d8a9099L,
0x4e8ee645L,
0x7b827d21L,
0x68860bfdL,
0x119b4be9L,
0x029f3d35L,
0x3793a651L,
0x2497d08dL,
0xc5a92679L,
0xd6ad50a5L,
0xe3a1cbc1L,
0xf0a5bd1dL,
0x89b8fd09L,
0x9abc8bd5L,
0xafb010b1L,
0xbcb4666dL,
N O T E
0xd1799b34L, 0xdc3abdedL, 0xd8fba05aL,
0x6dcdfd59L, 0x608edb80L, 0x644fc637L,
0x7ec98b85L, 0x738aad5cL, 0x774bb0ebL,
0x4bc510e1L, 0x46863638L, 0x42472b8fL,
0x58c1663dL, 0x558240e4L, 0x51435d53L,
0x21dc2629L, 0x2c9f00f0L, 0x285e1d47L,
0x32d850f5L, 0x3f9b762cL, 0x3b5a6b9bL,
0x07d4cb91L, 0x0a97ed48L, 0x0e56f0ffL,
0x14d0bd4dL, 0x19939b94L, 0x1d528623L,
0xf5ee4bb9L, 0xf8ad6d60L, 0xfc6c70d7L,
0xe6ea3d65L, 0xeba91bbcL, 0xef68060bL,
0xd3e6a601L, 0xdea580d8L, 0xda649d6fL,
0xc0e2d0ddL, 0xcda1f604L, 0xc960ebb3L,
0xb9ff90c9L, 0xb4bcb610L, 0xb07daba7L,
0xaafbe615L, 0xa7b8c0ccL, 0xa379dd7bL,
0x9ff77d71L, 0x92b45ba8L, 0x9675461fL,
0x8cf30badL, 0x81b02d74L, 0x857130c3L,
0x594b8d2eL, 0x5408abf7L, 0x50c9b640L,
0x4a4ffbf2L, 0x470cdd2bL, 0x43cdc09cL,
0x7f436096L, 0x7200464fL, 0x76c15bf8L,
0x6c47164aL, 0x61043093L, 0x65c52d24L,
0x155a565eL, 0x18197087L, 0x1cd86d30L,
0x065e2082L, 0x0b1d065bL, 0x0fdc1becL,
0x3352bbe6L, 0x3e119d3fL, 0x3ad08088L,
0x2056cd3aL, 0x2d15ebe3L, 0x29d4f654L,
0xc1683bceL, 0xcc2b1d17L, 0xc8ea00a0L,
0xd26c4d12L, 0xdf2f6bcbL, 0xdbee767cL,
0xe760d676L, 0xea23f0afL, 0xeee2ed18L,
0xf464a0aaL, 0xf9278673L, 0xfde69bc4L,
0x8d79e0beL, 0x803ac667L, 0x84fbdbd0L,
0x9e7d9662L, 0x933eb0bbL, 0x97ffad0cL,
0xab710d06L, 0xa6322bdfL, 0xa2f33668L,
0xb8757bdaL, 0xb5365d03L, 0xb1f740b4L
};
4.5.2
API の定義
CRC16 を用いたフラッシュテストの実装
名称
パラメータ
リターン
IEC60730_HardwareCRC16Gen
pData:テストデータのアドレス
Size:データサイズ
CRC の値
説明:
この API は, 内蔵ハードウェアの CRC モジュールによって CRC16 生成を行います。
CCITT CRC16 生成多項式: 0x1021(0x11021 の最上位ビットを省略)
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名称
N O T E
IEC60730_HardwareCRC16Test
pData:テストデータのアドレス
パラメータ
Size:データサイズ
Crc:期待される CRC コード
0: IEC60730_TEST_NORMAL
リターン
1: IEC60730_TEST_FUNC_ERROR
説明:
この API はハードウェア CRC16 テストを実行します。スタートアップ手続きで呼び出して全コード領域を
テストするか, コード実行中にサブブロックを定期的にテストします。
名称
IEC60730_SoftwareCRC16Gen
pData:テストデータのアドレス
パラメータ
Size:データサイズ
リターン
CRC の値
説明:
この API はソフトウェア CRC 演算により CRC16 生成を実行します。CRC テーブル参照法を使用します。
名称
IEC60730_SoftwareCRC16Test
pData:テストデータのアドレス
パラメータ
Size:データサイズ
Crc:期待される CRC コード
0: IEC60730_TEST_NORMAL
リターン
1: IEC60730_TEST_FUNC_ERROR
説明:
この API はソフトウェア CRC16 テストを実行します。このテストは FM4 MCU と通信する他のシステムで
も使用可能です。
■
CRC32 を用いたフラッシュテストの実装
名称
パラメータ
リターン
IEC60730_HardwareCRC32Gen
pData:テストデータのアドレス
Size:データサイズ
CRC の値
説明:
この API は, 内部ハードウェア CRC モジュールで CRC32 生成を行います。
CRC32 生成多項式: 0x04C11DB7
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名称
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IEC60730_HardwareCRC32Test
pData:テストデータのアドレス
パラメータ
Size:データサイズ
Crc:期待される CRC コード
0: IEC60730_TEST_NORMAL
リターン
1: IEC60730_TEST_FUNC_ERROR
説明:
この API はハードウェア CRC32 テストを実行します。スタートアップ手続きで呼び出して全コード領域を
テストするか, またはコード実行中にサブブロックを定期的にテストします。
名称
IEC60730_SoftwareCRC32Gen
pData:テストデータのアドレス
パラメータ
Size:データサイズ
リターン
CRC の値
説明:
この API はソフトウェア CRC 演算により CRC32 生成を行います。テーブル参照法を使用します。
名称
IEC60730_SoftwareCRC32Test
pData:テストデータのアドレス
パラメータ
Size:データサイズ
Crc:期待される CRC コード
リターン
0: IEC60730_TEST_NORMAL
1: IEC60730_TEST_FUNC_ERROR
説明:
この API はソフトウェア CRC32 テストを実行します。このテストは FM4 MCU と通信する他のシステムで
も実行可能です。
4.6
揮発性メモリテスト
FM4 MCU での揮発性メモリテストとは SRAM テストのことです。SRAM サイズは Table 1-1 に示すように
製品に応じて異なります。
4.6.1
テストの説明
クラス B 要件を満たすためには, SRAM テストは『DC 不良』のチェックを行う必要があります。この SRAM
テストの実行には単純なチェッカーボード法を使用します。
このテストはスタートアップ手続き時に実行して SRAM 領域全体をテストできます。また, コード実行中に
サブブロックを定期的にテストすることも可能です。ただし, このテスト終了時にはデータが破壊さること
に注意が必要です。
このテストはすべての RAM 領域が対象なので, このテストでは変数を使用しないことが推奨されています。
そのため, レジスタテストの実装にはアセンブリ言語が使用されています。またこのテストは非常に重要な
ので, RAM テストでエラーが検出されるとプログラムが無限ループに入るように設計されています。
1 ワードのデータをテストする手順を以下に示します。
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Figure 4-18 チェッカーボード法による 1 ワードのテスト
開始
4.6.2
0x55555555をRA
M領域のアドレス
に書き込み
0xAAAAAAAAをRA
M領域のアドレスに
書き込み
書き込みデータを
検証
書き込み
データを検証
終了
API の定義
名称
パラメータ
リターン.
iec60730_ram_test
StartAddr(R0):開始 RAM アドレス
EndAddr(R1):終了 RAM アドレス
なし
説明:
この API はチェッカーボード法で SRAM 領域をテストします。すなわち, 『0』と『1』を交互にメモリに
書き込み, 書き込まれたデータを読み出すことで書込みが正しく行われたかを検証します。このテストはス
タック故障と DC 故障を検出できます。
このテストはスタートアップ手続きで呼び出すか, 定期的に呼び出すことが可能です。ただしテスト終了後
にデータは保存されません。
4.7
FPU（浮動小数点演算ユニット）テスト
Cortex-M4F FPU は、ARMv7-M にある浮動小数点拡張命令(FPv4-SP)に準拠しています。これは IEEE 754
規格の中にある ANSI/IEEE 754-2008 で定義されている 2 進浮動小数点演算に準拠しています。
この FPU は ARM アーキテクチャリファレンスマニュアルに記載されている、すべての単精度データ処理
命令およびデータ型をサポートしています。
4.7.1
テストの説明
この FPU は、32 個の単精度レジスタ(S0~S31)を持つ浮動小数点演算ユニットで、特定の FPU 命令で動作
します。この機能を有効にするためには、IAR/KEIL の IDE ツールにて Cortex-M4F 浮動小数点システム
レジスタの機能を有効にする必要があります。
この浮動小数点システムレジスタは FM4 のスタートアップファイルで” __FPU_PRESENT ”と定義されて
います。IAR/KEIL のコンパイラにて FPU を有効にして、リコンパイルを実行するだけで対応可能です。
図は、IAR EWARM における FPU の設定箇所になります。
34
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4.7.2
N O T E
API Definition
名称
IEC60730_FPUCalcTest(void)
パラメータ
なし
リターン
0: IEC60730_TEST_NORMAL
説明:
この API は FM4-FPU の単精度浮動小数点演算をテストします。いくつかの単精度浮動小数点データの計算
を追加しています。
4.8
IO テスト
FM4 MCU には 8 個までの IO ポート(ポート 0～ポート 8)があり, ポートごとに 16 個のチャネルがあります。
これらのポートは, パッケージに対応した構成となっています。
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N O T E
テストの説明
4.8.1
クラス B の要件を満たすためには, GPIO に対して『機能エラー』のチェックを行う必要があります。
したがって, 入力, 出力機能の双方に対して機能テストが行われます。IO の方向は Figure 4-19 に示す IO
レジスタで設定できます。GPIO の詳細な設定に関してはペリフェラルマニュアルを参照してください。
■
■
入力 IO 設定: ADE=0, PFR=0, DDR=0
出力 IO 設定: ADE=0, PFR=0, DDR=1
Figure 4-19
IO 機能の構成
I/O ポートの機能
使用可能なメイン機能
使用可能なサブ機能
ADE/
SPSR
PFR
DDR
PCR
-
-
切断
0
有効
1
切断
特殊な端子
アナログ入力
USB
N/A
1
水晶
GPIO 入力端子
GPIO 出力端子
周辺機能出力端子
周辺機能双方向端子
周辺機能入力端子
周辺機能入力端子
0
GPIO 機能入力端子(FB)
周辺機能入力端子(FB)
GPIO 機能入力端子(FB)
周辺機能入力端子(FB)
切断
0
GPIO 機能入力端子(FB)
1
周辺機能入力端子(FB)
GPIO 機能入力端子
-
有効
有効
IO 入力テストは, 選択した IO 入力値の PDIR に保存された値が期待値と同じかどうかをチェックします。
IO 出力テストは, PDOR に保存された出力値が正しいかどうかをチェックします。これらのテストは
スタートアップ手続きの中で機能テストとして実行されなければなりません。
Figure 4-20
36
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IO 入力/出力テストのフローチャート
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4.8.2
N O T E
API の定義
名称
IEC60730_GPIOOutputTest
Port:ポート番号
パラメータ
Bit:ビット番号
Value:出力値
0: IEC60730_TEST_NORMAL
リターン
1: IEC60730_TEST_FUNC_ERROR
2: IEC60730_TEST_PARA_ERROR
説明:
この API は, 出力端子のレベルを設定し, 読み出した値が期待値どおりであるかをチェックすることで,
GPIO 出力テストを実行します。
名称
IEC60730_GPIOInputTest
Port:ポート番号
パラメータ
Bit:ビット番号
Value:期待される端子レベル
0: IEC60730_TEST_NORMAL
リターン
1: IEC60730_TEST_FUNC_ERROR
2: IEC60730_TEST_PARA_ERROR
説明:
この API は, 入力ピンから値を読み取り, その値が期待値どおりであるかをチェックすることで, GPIO 入力
テストを実行します。
4.9
AD テスト
FM4 MCU には 12 ビットの AD モジュールが集積されています。最大 3 ユニットで 16 チャネルです。
4.9.1
テストの説明
クラス B の要件を満たすためには, AD に対して『機能エラー』のチェックを行う必要があります。この
テストは, 選択された AD チャネルから AD 信号を取得し, AD 変換された値が期待範囲内であるかを
チェックします。
スキャンモードを使用し, 複数チャネルを同時にテスト可能です。1 つのチャネルをチェックする AD テスト
のフローチャートを次の図に示します。
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Figure 4-21
4.9.2
N O T E
AD テストのフローチャート
API の定義
名称
IEC60730_ADTest
ADTest_Info: a ad_test_info_t 構造体
typedef struct ad_test_info {
パラメータ
uint8_t ADUnit;
/* unit num, 8/10 bit A/D -> 0/1/2 */
uint8_t *Ch;
/* pointer to AD channel num */
uint8_t ChSize;
/* channel size */
uint16_t *ExpLowerValue;
/* pointer to expected lower value */
uint16_t *ExpUpperValue;
/* pointer to expected upper value */
} ad_test_info_t;
0: IEC60730_TEST_NORMAL
リターン
1: IEC60730_TEST_FUNC_ERROR
2: IEC60730_TEST_PARA_ERROR
説明:
この API は, AD 変換の結果が期待範囲内であるかどうかをチェックする, AD テストが実装されています。
このテストはスタートアップ手続き中に実行されなければなりません。
38
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5.
N O T E
サンプルプロジェクト
IAR と Keil IDE に対応した 2 つのデモプロジェクトを示します。この章では SK-FM4-U120-9B560 V1.1.0 を
例として IEC60730 STL を実際のシステムにどのように統合するかを説明します。FM4-120L-S6E2HG V1.0
および FM4-176L-S6E2GM V1.0 については、*.icf ファイルおよび FLASH ダウンローダファイルの設定を
行うことで同様に立ち上げ可能です。
5.1
ユーザ設定
ユーザは最初に IEC60730_user.h ファイル内の定義を設定しなければなりません。
『PDL_MCU_INT_TYPE』の定義
5.1.1
例えば “MB9B560R”を使用する場合は、定義『PDL_INT_TYPE_A』を有効にします。
他の品種についても同様に、それぞれ対応した割込みベクタのタイプを定義します。
定義『IEC60730_FLASHTEST_USE_CRC16』
5.1.2
フラッシュテストに CRC16 演算を使用する場合は, この定義を有効にします。フラッシュテストに CRC32
演算を使用する場合は, この定義を無効にします。
このデモプログラムでは CRC16 演算を使用します。
定義『IEC60730_CLKTEST_USE_CSV』
5.1.3
クロックテストの実行に CSV を使用する場合は, この定義を有効にします。そうでない場合は, サブ
クロックで駆動されるウォッチカウンタを標準タイマとしてクロックテストが実行されます。
このデモプログラムでは後者の方法が示されます。
5.2
プロジェクトの構造
クラス B STL ルーチンは 2 つのメインプロセス, つまりスタートアップと定期的セルフテストに分かれて
います。定期的テストは適用される前にセットアップブロックにより初期化されなければなりません。
スタートアップセルフテスト
5.2.1
PC, レジスタ, SRAM テストはすべてスタートアップセルフテストで, リセットハンドラで呼び出されなけ
ればなりません。 フラッシュ, AD, IO は, プログラムがメインファンクションにジャンプした後, システム
クロックの初期化後にテストできます。 AD は, SK-FM4-U120-9B560 V1.1.0 および FM4-120L-S6E2HG V1.0
の場合は ch18、FM4-176L-S6E2GM V1.0 の場合は ch17（いずれもポテンションメータの入力に接続）をテス
トに使用します。
IO 入力は, SK-FM4-U120-9B560 V1.1.0、FM4-120L-S6E2HG V1.0 および、FM4-176L-S6E2GM のキー入力
（P60/P68）をテストに使用します。
テストの定期的初期化
5.2.2
割込みテストとクロックテストはテスト開始前に初期化されなければなりません。
■
割込みテスト初期化
デュアルタイム割込みをリロードタイマ 0～3 のモニタに使用します。初期化設定パラメータを次の表に
示します。
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Table 5-1 割込みテストの初期値
割込み名称
割込み間隔
デュアルタイマ割込み
標準度数
定義済み範囲
2.5ms
25ms
10
[8,12]
リロードタイマ 1
1ms
25ms
25
[22, 28]
リロードタイマ 2
500µs
25ms
50
[45,55]
リロードタイマ 3
250µs
25ms
100
[95,105]
リロードタイマ 0
■ クロックテストの初期化
CPU クロックは HCLK で, このシステムのデュアルタイマのソースクロックは PCLK0 (HCLK/2)に設定され
ています。したがってウォッチカウンタにより, デュアルタイマのソースクロックを CPU クロックの代わり
に間接的にテストすることができます。
ウォッチカウンタの割込み間隔は 0.5s, デュアルタイマの割込み間隔は 25ms になっているので, デュアル
タイマの標準度数は 20 であり許容範囲は 18 から 22 の間に設定されています。メインループの実行に
10 サイクルかかると仮定します。メインループの最小実行時間は 1/16000000 となるので, しきい値を
10000000 に設定します。
5.2.3
定期的なテスト
割込みおよびクロックテストはコード実行中に定期的に実行されなければなりません。
IEC60730_IntTest をデュアルタイマ割込みに統合し, IEC60730_IntCnt をそれぞれのリロードタイマ割込みに
統合します。
IEC60730_ClkTest を ウ ォ ッ チ カ ウ ン タ 割 込 み に , IEC60730_ClkCnt を デ ュ ア ル タ イ マ 割 込 み に ,
IEC60730_ClkMonInMainloop をメインループにそれぞれ統合します。
Figure 5-1 にクラス B ソフトウェアパッケージをこのアプリケーションソフトウェアにどのように統合する
かについての基本原則を示します。
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Figure 5-1
N O T E
プロジェクトの構造
リセット
スタートアップセルフテスト(1)
X
(PC, レジスタ, SRAMテスト)
アプリケーション起動
システムクロック初
期化
スタートアップセルフテスト(2)
リロードタイマ0
リロードタイマ1
リロードタイマ2
リロードタイマ3
ISR
ISR
ISR
ISR
ユーザコード
ユーザコード
ユーザコード
ユーザコード
IEC60730_
IntCnt(0)
IEC60730_
IntCnt(1)
IEC60730_
IntCnt(2)
IEC60730_
IntCnt(3)
ユーザコード
ユーザコード
ユーザコード
ユーザコード
リターン
リターン
リターン
リターン
(CRC, AD, IOテスト)
X
ユーザ周辺機器と機能の初
期化
X
クロックと割込みの初期化
メインループ
ウォッチカウンタ
デュアルタイマ
ISR
ISR
ユーザコード
ユーザコード
IEC60730_
ClkTest()
IEC60730_
IntTest()
ユーザコード
ユーザコード
リターン
リターン
ユーザモジュール1
IEC60730_
ClkMonInMainloop()
X
ユーザモジュール2
…
5.3
サンプルコード
スタートアップファイル
5.3.1
■
リセットハンドラ
Figure 5-2
リセットハンドラのサンプルコード
Reset_Handler
bl iec60730_reg_test ; after reset, test register first
bl iec60730_pc_test ; test pc
ldr r0, =0x20000000
; set RAM start address
ldr r1, =0x20007fff
; set RAM end address
bl iec60730_ram_test ; test all Data RAM area
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メインファイル
5.3.2
■
メインファンクション
Figure 5-3
メインファンクションのサンプルコード
uint32_t main(void)
{
uint32_t hw_crc,sw_crc;
uint8_t a[10] = {0x00,0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66,0x77,0x88,0x99};
/* Use CSV to implement clock test */
#ifdef IEC60730_CLKTEST_USE_CSV
uint16_t reg_rst_str;
fcs_mon_info_t fcs_mon_info = {FCS_MON_ENABLE, 5};
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_CheckCSVStat(&reg_rst_str))
{
while(1);
}
IEC60730_InitCSV(CSV_MCLK_MON_ENABLE, CSV_SCLK_MON_ENABLE, fcs_mon_info);
#endif
SystemInit();
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_FPUCalcTest())
{
while(1);
}
#ifdef IEC60730_FLASHTEST_USE_CRC16
/* use hardware CRC16 to calculate expected crc first,
then verify if the CRC code calculated by software is same with expected crc */
hw_crc = IEC60730_HardwareCRC16Gen(a, sizeof(a));
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_SoftwareCRC16Test(a, sizeof(a), hw_crc))
{
while(1);
}
/* use software CRC16 to calculate expected crc first,
then verify if the CRC code calculated by hardware is same with expected crc */
sw_crc = IEC60730_SoftwareCRC16Gen(a, sizeof(a));
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_HardwareCRC16Test(a, sizeof(a), sw_crc))
{
while(1);
}
#else
/* use hardware CRC32 to calculate expected crc first,
then verify if the CRC code calculated by software is same with expected crc */
hw_crc = IEC60730_HardwareCRC32Gen(a, sizeof(a));
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_SoftwareCRC32Test(a, sizeof(a), hw_crc))
{
while(1);
}
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/* use software CRC32 to calculate expected crc first,
then verify if the CRC code calculated by hardware is same with expected crc */
sw_crc = IEC60730_SoftwareCRC32Gen(a, sizeof(a));
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_HardwareCRC32Test(a, sizeof(a), sw_crc))
{
while(1);
}
#endif
/* GPIO output test
* test P27 (control LED_R)
* test P38 (control LED_G)
* test PE0 (control LED_B)
*/
#if (SK_FM4_U120_9B560_V1_1_0 || FM4_120L_S6E2HG_V1_0 || FM4_176L_S6E2GM_V1_0)
/* Test LED_R_PORT Output */
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_GPIOOutputTest(LED_R_PORT,LED_R_PIN,TEST_PIN_LOW))
{
while(1);
}
if(IEC60730_TEST_NORMAL!=IEC60730_GPIOOutputTest(LED_R_PORT,LED_R_PIN,TEST_PIN_HIGH))
{
while(1);
}
/* Test LED_G_PORT Output */
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_GPIOOutputTest(LED_G_PORT,LED_G_PIN,TEST_PIN_LOW))
{
while(1);
}
if(IEC60730_TEST_NORMAL!=IEC60730_GPIOOutputTest(LED_G_PORT,LED_G_PIN,TEST_PIN_HIGH))
{
while(1);
}
/* Test LED_B_PORT Output */
if(IEC60730_TEST_NORMAL!=IEC60730_GPIOOutputTest(LED_B_PORT,LED_B_PIN,TEST_PIN_LOW))
{
while(1);
}
if(IEC60730_TEST_NORMAL!=IEC60730_GPIOOutputTest(LED_B_PORT,LED_B_PIN,TEST_PIN_HIGH))
{
while(1);
}
#endif
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/* GPIO input test
** for SK_FM4_U120_9B560_V1_1_0 and FM4_120L_S6E2HG_V1_0
* test P60
* test P68
** for FM4_176L_S6E2GM_V1_0
* test P20
*/
#if (SK_FM4_U120_9B560_V1_1_0 || FM4_120L_S6E2HG_V1_0)
/* Test GPIO P68 input */
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_GPIOInputTest(PORT_NUM_6,BIT_NUM_8,TEST_PIN_HIGH))
{
while(1);
}
/* Test GPIO P60 input */
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_GPIOInputTest(PORT_NUM_6,BIT_NUM_0,TEST_PIN_HIGH))
{
while(1);
}
#elif (FM4_176L_S6E2GM_V1_0)
/* Test GPIO P20 input */
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_GPIOInputTest(PORT_NUM_2,BIT_NUM_0,TEST_PIN_HIGH))
{
while(1);
}
#endif
#if (SK_FM4_U120_9B560_V1_1_0 || FM4_120L_S6E2HG_V1_0)
/* AD test - Check if input is in expected range.
*
Steps - <<For SK_FM4_U120_9B560_V1_1_0 and FM4_120L_S6E2HG_V1_0>>
*
- Rotate pot R11 to the middle first, setting the target value to 0x800.
*
- Set expected range to 0x700~0x900
*
- <<For FM4_176L_S6E2GM_V1_0>>
*
- Cover phototransistor Q3
*
- Set expected range to 0x400~0x700
*
- This ADTest function will sample the potentio value and compare
*
with the set range
*/
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_ADTest(ADC_UNIT0, CH18, 0x700, 0x900))
{
while(1);
}
#elif (FM4_176L_S6E2GM_V1_0)
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_ADTest(ADC_UNIT0, CH17, 0x400, 0x700))
{
while(1);
}
#endif
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/* Init LEDs */
LED_Init();
/* Init Buttons */
Button_Init();
/* Interrupt test initialization */
IEC60730_IntTestInit(IntTest_Freq,
¥
IntTest_FreqLower,¥
IntTest_FreqUpper,¥
IntTest_FreqInit, ¥
sizeof(IntTest_Freq)/sizeof(uint32_t));
#ifndef IEC60730_CLKTEST_USE_CSV
/* clock test initialization
* test CPU clock by checking if the 25ms interval time is set for dual timer,
* the occurrence frequency of dual-time is about 20 per 500ms(produced by watch counter)
* 1 cycle time = (1/160MHz). Assume it takes 10 cycles to implement main loop.
*/
IEC60730_ClkInit(18, 22, 10000000);
/* Initialize watch-counter */
WTC_Init();
#endif
/* Initialize dual-timer */
DT_Init();
/* Initialize 4 base-timers */
BT_Init();
/* Main Loop */
while(1)
{
/* Wait for timer tick- 3 LEDs will blink every 1 second */
/* Dual-Timer Tmr1Tick-25ms */
switch(Tmr1Tick)
{
case 40:
LED_R_PDOR &= ~(1 << LED_R_PIN); // turn on
LED_B_PDOR |= (1 << LED_B_PIN); // turn off
break;
case 80:
LED_R_PDOR |= (1 << LED_R_PIN); // turn off
LED_G_PDOR &= ~(1 << LED_G_PIN); // turn on
break;
case 120:
LED_G_PDOR |= (1 << LED_G_PIN); // turn off
LED_B_PDOR &= ~(1 << LED_B_PIN); // turn on
Tmr1Tick = 0;
// clear timer tick
break;
default:
break;
}
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#ifndef IEC60730_CLKTEST_USE_CSV
/* monitor watch counter interrupt */
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_ClkMonInMainloop())
{
while(1);
}
#endif
}
}
■
デュアルタイマ ISR
Figure 5-4
デュアルタイマ ISR
void DT1_2_IRQHandler(void)
{
if(1 == FM4_DTIM->TIMERXRIS&0x01)
{
FM4_DTIM->TIMERXINTCLR = 1;
#ifndef IEC60730_CLKTEST_USE_CSV
/* count the clock tick
*/
IEC60730_ClkCnt();
#endif
/* Set timer tick for LEDs */
Tmr1Tick++;
/* implement interrupt test */
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_IntTest())
{
while(1);
}
}
}
■
ウォッチカウンタ ISR
Figure 5-5
ウォッチカウンタ ISR
void WC_IRQHandler(void)
{
if(1 == bFM4_INTREQ_IRQ048MON_WCINT)
{
/* Clear interrupt flag
*/
FM4_WC->WCCR &= 0xFE;
/* implement clock test
*/
if(IEC60730_TEST_NORMAL != IEC60730_ClkTest())
{ while(1);
}
}
}
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■
N O T E
リロードタイマ ISR
Figure 5-6
リロードタイマ ISR
void BT0_IRQHandler(void)
{
if(FM4_BT0_RT->STC&0x01)
{
FM4_BT0_RT->STC = FM4_BT0_RT->STC & 0xFE;
IEC60730_IntCntPro(0);
/* count frequency value for interrupt 0 */
}
}
void BT1_IRQHandler(void)
{
if(FM4_BT1_RT->STC&0x01)
{
FM4_BT1_RT->STC = FM4_BT1_RT->STC & 0xFE;
IEC60730_IntCntPro(1);
/* count frequency value for interrupt 1 */
}
}
void BT2_IRQHandler(void)
{
if(FM4_BT2_RT->STC&0x01)
{
FM4_BT2_RT->STC = FM4_BT2_RT->STC & 0xFE;
IEC60730_IntCntPro(2);
/* count frequency value for interrupt 2 */
}
}
void BT3_IRQHandler(void)
{
if(FM4_BT3_RT->STC&0x01)
{
FM4_BT3_RT->STC = FM4_BT3_RT->STC & 0xFE;
IEC60730_IntCntPro(3);
/* count frequency value for interrupt 3 */
}
}
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6.
N O T E
STL の API の性能
Table 6-1
実行時間
API 名称
(サイクル)
STL API の性能
使用
使用
スタック
ROM
使用 RAM
(バイト)
(バイト)
(バイト)
(グローバル変数)
iec60730_pc_test
138
0
207
0
iec60730_reg_test
388
0
693
0
4
60
0
0
38
0
0
80
20
IEC60730_IntTestInit
IEC60730_IntCntPro
IEC60730_IntTest
111
(4 割込み)
27
221
(4 割込み)
IEC60730_ClkCnt
11
0
34
0
IEC60730_ClkTest
55
0
84
32
IEC60730_ClkMonInMainloop
52
8
72
0
IEC60730_ClkTestReset
22
0
32
0
IEC60730_InitCSV
141
12
241
0
IEC60730_CheckCSVStat
24
0
56
0
4
118
0
8
22
0
IEC60730_HardwareCRC16Gen
IEC60730_HardwareCRC16Test
IEC60730_SoftwareCRC16Gen
IEC60730_SoftwareCRC16Test
IEC60730_HardwareCRC32Gen
IEC60730_HardwareCRC32Test
IEC60730_SoftwareCRC32Gen
IEC60730_SoftwareCRC32Test
iec60730_ram_test
181
(10 バイトデータ)
199
(10 バイトデータ)
286
(10 バイトデータ)
304
(10 バイトデータ)
180
(10 バイトデータ)
197
(10 バイトデータ)
180
(10 バイトデータ)
212
(10 バイトデータ)
148
(16 バイトデータ)
52+
4
512
0
(CRC テーブル)
8
22
0
4
116
0
8
20
0
4
1024
42+
0
(CRC テーブル)
8
20
0
0
88
0
258
0
IEC60730_GPIOOutputTest
131
24
IEC60730_GPIOInputTest
129
28
270
0
IEC60730_ADTest
977
88
1172
0
注意:
1.
コードの実行サイクルは通常の動作状態でテストします。
2.
この STL の ROM サイズは 4111 バイト(FPU テスト関数は除く)です。
(フラッシュテストには CRC16, クロックテストにはウォッチカウンタを使用します)。
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7.
N O T E
参照文書
[1]. IEC 60730-1 Reference Manual Edition3.2, 2007
[2]. ARMv7-M Architecture Reference Manual, 2008
[3]. Cortex-M4 r0p1 Technical Reference Manual, 2009
[4]. MB9BF568R-DS709-00001-0v01-J (MB9B560R シリーズ データシート)
[5]. MN709-00021-1v0-J (S6E2HG シリーズ データシート)
[6]. S6E2GM_DS709_00039-0v01-J (S6E2GM シリーズ データシート)
[7]. Spansion 32-bit Microcontroller FM4 Peripheral Manual, 2013
[8]. IAR SYSTEM Technical Note 65473 – IELFTOOL Checksum – Basic actions
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8.
N O T E
付録
8.1
フラッシュの CRC コード作成方法
4.51CPU レジスタテストで使用するデータ/プログラムの CRC コードの生成方法について、IAR Embedded
Workbench の例を以下に説明します。詳細は IAR のマニュアル(Note 65473-IELFTOOL
Checksum Basic actions)をご参照ください。
8.1.1
コマンドラインの起動
「プロジェクト」→「オプション」→「リンカ」→「追加オプション」タブを選択し、"コマンドライン
オプションの使用"にチェックを入れます。
8.1.2
コマンドの入力
1. --place_holder コマンド
CRC コードを作成して ROM にセクションを生成する為に、"--place_holder"オプションを使用します。
セクションのサイズを 4byte、アライメントを 1 に設定するため下記のコマンドを設定します。
--place_holder __checksum,4,.checksum,1
2． --fill コマンド
CRC コードを作成するためには、対象領域の未使用領域に対して任意の値をフィルする必要があります。
そのために、"--fill"コマンドを使用します。対象領域 0x00000000-0x00003FFF にフィル値 0xFF を設定する
コマンドは以下の設定となります。
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--fill 0xFF;0x0000-0x3FFF
対象領域 0x00000000-0x00003FFF、0x5000-0x5FFF、0x6500-0x6FFF にフィル値 0xFF を設定するコマンドは
以下の設定となります。
--fill 0xFF;0x0-0x3FFF;0x5000-0x5FFF;0x6500-0x6FFF
3．--checksum コマンド
使用する CRC のアルゴリズムを設定します。CRC コードを格納するシンボル名を__checksum、サイズを 4byte、
ア ル ゴ リ ズ ム を CRC32 、 計 算 を LSB first 、 CRC コ ー ド を 0xFFFFFFFF で 初 期 化 、 対 象 領 域
0x00000000-0x00003FFF、0x5000-0x5FFF、0x6500-0x6FFF の設定をするコマンドは以下のようになります。
--checksum __checksum:4,crc32:mi,0xffffffff;0x0-0x3FFF;0x5000-0x5FFF;0x6500-0x6FFF
0.,0.,0.を入力した後、"OK"を押してウィンドウを閉じます。
8.1.3
メッセージウィンドウ表示内容の設定
メイク時のメッセージをメッセージウィンドウへ表示するように設定します。
「ツール」→「オプション」→「メッセージ」を選択します。"ビルドメッセージの表示(S):" のコンボ
ボックスで "全て" を選択します。右下の"OK"または"適用"ボタンを押します。
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8.1.4
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リンカ設定ファイルの設定
生成した CRC コードをフラッシュメモリに格納するため、リンカ設定ファイルに設定を追加します。debug
モードの場合は” mb9bf568_ram.icf”ファイル、release モードの場合は” mb9bf568.icf”ファイルです。0x8000
番地に CRC コードを格納する場合は以下の設定を追加します。
define symbol __ICFEDIT_checksum_start__ = 0x00008000;
place at address mem: __ICFEDIT_checksum_start__ { readonly section .checksum };
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8.1.5
N O T E
CRC コード作成
メイク(ビルド) を実行し、CRC コードが作成されたことを確認します。
- 以上 -
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主な変更内容
9.
ページ
場所
変更箇所
Revision 1.0
-
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-
Initial release
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Cypress  Application Note
FM4 Family
32-BIT MICROCONTROLLER
IEC60730 Class B 準拠 セルフテストライブラリ
アプリケーションノート
September 2015 Rev. 1.0
Published:
Edited:
Cypress Semiconductor Corp.
コーポレートコミュニケーション部
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本資料に記載された製品は、通常の産業用, 一般事務用, パーソナル用, 家庭用などの一般的用途 (ただし、用途の限定はあ
りません) に使用されることを意図して設計・製造されています。(1) 極めて高度な安全性が要求され、仮に当該安全性が
確保されない場合、社会的に重大な影響を与えかつ直接生命・身体に対する重大な危険性を伴う用途 (原子力施設における
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ステムにおけるミサイル発射制御等をいう) 、ならびに(2) 極めて高い信頼性が要求される用途 (海底中継器, 宇宙衛星等を
いう) に使用されるよう設計・製造されたものではありません。上記の製品の使用法によって惹起されたいかなる請求また
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