AD7124是一款24位Σ-Δ型ADC，內置片內多路復用器、PGA（可編程增益放大器）、基準電壓源、緩沖器、穩定時鐘、穩壓器和大量診斷功能。

圖1 - AD7124-4的框圖

AD7124提供4通道和8通道版本。

在之前的博客中，我談到了功能安全的 3 個關鍵要求。根據以下要求來審視AD7124：

要求1 – AD7124具有良好的可靠性，如ADI可靠性預測工具在SN29500或IEC 62380計算所示。

要求 2 – 具有良好的診斷。這就是AD7124真正閃耀的地方。主要診斷是內部多路復用器可用于生成零和+/滿量程（FS）輸入，以執行多路復用器、Σ-Δ調制器和SINC濾波器的全范圍。它還執行串行接口和大部分信號鏈，但PGA除外。我想大多數人會接受，如果 in 可以轉換 0， +/-FS，信號鏈必須處于相當良好的狀態。FMEDA表示覆蓋率超過90%，而Σ-Δ（實際上是1位ADC）的特殊特性有助于做到這一點。

以前，用戶可能已經購買了 8 通道器件并在外部建立 0、+/-FS 連接，但增加 8 個引腳會增加面積并增加布線難度。

為了檢查PGA，多路復用器還允許選擇+/-25mV輸入，但這只是診斷的開始，該器件還具有診斷功能來檢查

時鐘頻率或漂移不正確

開放式接地引腳

保險絲更換

缺少穩壓電容器

配置位翻轉（每 300uS 檢查一次）

輸入引腳上的開口

FMEA 顯示 SFF 超過 90%。

要求 3 – 遵循良好的開發流程。AD7124不是按照符合IEC 61508標準的開發工藝開發的，而是使用符合ISO 9001標準的開發工藝開發的，該工藝已用于開發100種甚至1000種產品。IEC 61508不要求僅使用經過認證的組件，并允許使用標準IC來構建安全系統。附錄F為開發新數字ASIC的技術提供了指導，與沒有用戶重要反饋的新IC相關（參見IEC 61508-2：2010條款7.4.6.1中的注釋）。

如果您不想依賴內部診斷來確保功能安全，那么還有其他選擇。

一種可能的選擇是將兩個AD7124并聯，并在uC中比較它們的輸出。如果任一AD7124出現隨機硬件故障，則ADC輸出中將顯示為差值。根據比較，診斷覆蓋率聲明可能高達99%（參見IEC 2-13：61508的表A.2和A.2010等）。需要注意的是，如果兩個ADC自由運行，步進輸入不會出現輸出差異。AD7124具有多種解決方案，包括SYNC（低電平有效）引腳。如果可以容忍延遲，更簡單的選擇是僅在連續四次轉換出錯時才觸發差異。

圖2 - ADC輸出作為診斷的交叉比較

上圖顯示了兩個uC，但如果單個SIL 3 uC可用，則只有一個連接到兩個ADC的uC可能就足夠了。如果高可用性很重要，則可以使用AD7124內部診斷程序來確定AD7124中哪個給出的結果不好，并暫時忽略該ADC的結果，直到可以更換模塊。如果沒有設備級診斷，就很難說出哪個部件出現故障，系統需要關閉。

在系統級，另一個可能的保護是將輸入反相到其中一個ADC。然后，如果像EMC這樣的東西導致失調誤差偏移，如果兩個ADC在同一方向上做出反應，就可以檢測到。時鐘、電源和內部溫度傳感器的內部診斷功能可針對其他常見的系統故障模式提供良好的保護。

比較是實現診斷的一種方法，如果無法在輸入通道上停止轉換以在 0， +/-FS 上進行轉換。

審核編輯：郭婷