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EMBEDDED 90 • NOVEMBRE • 2023 47 BMS | HARDWARE tori automobilistici, è possibile riscontrare una tendenza per cui i dati delle batterie relativi alla sicurezza vengono trasferiti attraverso un collegamento wireless dedicato all’interno della batteria HEV/EV. L’ uso del trasferimento dati wireless consente di ottene- re risparmi sensibili in termini di cablaggio, connettori e componenti di isolamento, nonché sul tempo di assem- blaggio della batteria completa. A livello di sistema, viene conservato un requisito per ASIL D derivante dai sistemi cablati, che si traduce in un rilevamento degli errori di comunicazione conforme ad ASIL D nelle implementazioni wireless. Di seguito si considererà tale scambio di dati dal punto di vista della sicurezza funzionale nel settore automotive. I circuiti BMIC e la MCU host sono componenti fonda- mentali del BMS cablato, mentre in un BMS wireless la daisy-chain cablata è sostituita da controller wireless e da un protocollo di comunicazione adeguato. I controllori wireless di TI sono Systems-on-Chip (SoC) che integrano un livello fisico a radiofrequenza (RF) e un core MCU programmabile dall’utente che possono implementare stack di protocolli di comunicazione e software applicativi (SW). Questi SoC wireless (WSoC) si rivolgono a un’ampia gamma di applicazioni, offren- do varie funzionalità on-chip pur mantenendo un costo competitivo, come richiesto per i prodotti destinati ai mercati automotive o consumer. Il motivo per il quale sono menzionati i tipici SoC wire- less (compresi quelli di TI) è dovuto al fatto che essi non sono conformi agli standard di sicurezza funzionale dal punto di vista della copertura diagnostica dei guasti ca- suali a livello hardware (HW). Architetture di comunicazione In generale esistono due possibili architetture per la trasmissione dei dati rilevanti ai fini della sicurezza, de- scritte nella IEC 61508-2(2) (una norma fondamentale sulla sicurezza funzionale, disponibile nel negozio onli- ne della IEC) nella sezione 7.4.11. • Wh ite channel , dove tutto l’HW e il SW (compresi i protocolli di trasmissione) sono sviluppati e convali- dati secondo le norme di sicurezza funzionale • Bl ack channel , dove gli elementi terminali, tra cui HW e SW (compreso il protocollo di trasmissione) sono conformi alla norma di sicurezza funzionale, e parte, o parti, del canale di comunicazione tra le interfacce terminali conformi non sono conformi a nessuna specifica norma di sicurezza funzionale. Per ulteriori dettagli, è possibile consultare la se- zione relativa a Black channel dell’immagine Ar- chitetture per la comunicazione dati (Fig. 7) nella norma IEC 61508-2(2) I circuiti BMIC di TI per il settore automotive sono di- spositivi conformi alla sicurezza funzionale che offrono numerosi meccanismi di sicurezza per contribuire a re- alizzare funzionalità a livello di sistema fino ad ASIL D ai sensi della norma ISO 26262(1). Il protocollo di comu- nicazione integrato consente alla MCU host di rilevare e segnalare i possibili errori di comunicazione e guasti HW (le BMIC di TI non includono alcuna programma- bilità o software). Il BMS cablato con una MCU conforme alla sicurezza funzionale da un lato e il BMIC conforme alla sicurezza funzionale dall’altro sono esempi tipici di un approccio white channel. D’ altro canto, i controller wireless (come già menziona- to) non sono componenti conformi alla sicurezza fun- zionale e, pertanto, è necessario utilizzare l’approccio black channel. Errori di comunicazione: trasmissione dati cablata e wireless a confronto Un a delle caratteristiche più importanti nella trasmis- sione dei dati relativa alla sicurezza è la capacità di HW e SW di rilevare i potenziali errori. Fortunatamente, le tipologie di errori e gli approcci consigliati su come rile- varli sono stati standardizzati. Le norme IEC 62280(4) e IEC 61784-3(3) trattano le im- plicazioni della trasmissione dei dati per la sicurezza funzionale e i requisiti che solitamente non sono inte- ressati dai mezzi di trasmissione. Queste norme forni- scono un report delle tipologie di errori di comunica- Fig. 1 – Confronto fra BMS cablato e wireless