[发明专利]一种基于SPI总线的功能安全通信方法

说明书

本发明公开了一种基于SPI总线的功能安全通信方法，包括：主机将要传输的数据打包为帧数据，所述帧数据包括帧头、实际要传输的数据、帧尾；主机将所述帧数据以字节为单位按顺序写入SPI传输寄存器中；从机以字节为单位按顺序从SPI传输寄存器中接收所述帧数据，并基于所接收的帧数据对主机的传输时序进行监控，所述传输时序包括字节与字节之间的时间间隔以及帧与帧之间的时间间隔，监控内容包括字节与字节之间的时间间隔过长、帧与帧之间的时间间隔过短、帧与帧之间的时间间隔过长。本发明既可以保证SPI传输中断后可立即被发现，又可以实现对主机软件执行时序的监控，提高了主机运行的可靠性和稳定性，提高了整个电控系统的安全性。

技术领域

本发明涉及一种安全通信方法，具体涉及一种基于SPI总线的功能安全通信方法。

背景技术

随着汽车电子的飞速发展，汽车电子电气系统的复杂度日益增加，如何保证汽车电子电气系统的安全性和可靠性成为所有整车厂及供应商面临的问题。为此国际标准组织制定了ISO 26262功能安全标准，从流程和技术等方面为汽车电子电气系统的开发提供指导。在ISO 26262标准第五部分表D.10中，提出了一种从逻辑和时间两方面对程序执行顺序进行监控的安全机制，采用此安全机制可获得更高的诊断覆盖率，从而达到更高的ASIL等级。此安全机制可检测出ECU软件在运行过程中，因内部或外部干扰而导致的ECU软件运行异常。通过与ECU主处理器相独立的安全监控模块，可实现对主处理器运行逻辑和时间的监控。

如中国实用新型专利(授权公告号CN 202402149 U、授权公告日2012.08.29)公开了一种天然气发动机ECU安全监控模块，可实现对外部油门位置、节气门位置等信号的监控，但是，该专利没有对ECU处理器内部信息进行监控。又如，中国发明专利(申请公布号CN103206308 A、申请公布日2013.07.17)公开了一种用于汽油发动机ECU安全监控系统的方法，该方法增加了对ECU主机内部信息(如系统电压和主机主频)的监控。然而，以上两项专利只是对SPI传输的数据内容进行了解析和校验，其实现的基础是主机和从机间能正确稳定地通过SPI传输数据，这存在以下几个问题：(1)未考虑ECU主机因中断或CPU负载而导致的SPI传输不稳定、不及时的情况；(2)未考虑SPI传输过程中因外部因素而导致的突然中断的情况；(3)从机对主机只有逻辑上的监控，没有时间上的监控。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的提供一种基于SPI的功能安全通信方法，该方法通过对SPI传输数据中字节与字节间以及帧与帧之间时间上的监控，实现对SPI传输时序的监控，达到ISO 26262标准中对主机软件执行顺序的时间方面监控的要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明实施例提供一种基于SPI总线的功能安全通信方法，包括：

S1：SPI主机将要传输的数据打包为帧数据，所述帧数据包括帧头、实际要传输的数据、帧尾；

S2：SPI主机将所述帧数据以字节为单位按顺序写入SPI传输寄存器中；

S3：SPI从机基于SPI总线以字节为单位按顺序从SPI传输寄存器中接收所述帧数据，并在接收帧数据的过程中对SPI主机的数据传输时序进行监控，所述传输时序包括字节与字节之间的时间间隔以及帧与帧之间的时间间隔；

其中，步骤S3具体包括：

S301：SPI从机在接收到字节数据后，将接收到的字节数据内容与预设的帧尾数据和预设的帧头数据进行比较，如果接收的字节数据与预设的帧尾数据相一致，则进入步骤S302，如果接收的字节数据与预设的帧头数据相一致，则进入步骤S303，否则进入步骤S306；

S302：将帧尾标志设置为1，将定时器的定时周期设定为允许的帧间最小时间间隔，记录当前状态为检测帧间超时，将定时器的触发次数清0，启动定时器，在定时器中断时进入步骤S307；