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微处理器超长启动周期中的外部看门狗管理方案

发布时间:2020-06-18 发布时间:
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为应对日益复杂的处理任务,越来越多的应用会使用微处理器搭载各种操作系统的方案。操作系统的启动周期一般在十几秒,有的甚至在一分钟以上。另外,为保证在程序跑飞时系统可自恢复,在许多对可靠性要求较高的应用中,外置看门狗定时器也是不可或缺的。此类定时器的溢出周期一般为一两秒。由于微处理器看门狗芯片是同步上电,在看门狗定时器的溢出周期内微处理器必须提供脉冲信号来喂狗,但若系统未完全启动,又无法提供脉冲信号,无脉冲信号,看门狗溢出,系统复位……如此会进入死锁状态。

在微处理器超长启动周期中,如何有效的管理外部看门狗,本文将做详细探讨,并提供行之有效的参考设计电路。

微处理器多功能复位管理芯片

以UM706为例,这是一款微处理器多功能复位管理芯片,集看门狗定时器、按键复位、上电/掉电复位、电压跌落预警等多种功能于一身,内置抗干扰电路,性能稳定可靠,适合对可靠性要求高的应用场合。

图1. UM706内部框图

典型应用

UM706的一个典型应用如图2所示。电路中,看门狗输出与手动复位输入相连,微处理的复位触发信号可以是上电/掉电、按键接地或看门狗定时器溢出。该电路非常简洁,可同时对多种复位信号进行管理,但是缺点也很明显,就是前文提到的,若微处理器启动周期超出看门狗溢出周期,复位信号将反复被触发,系统死锁。

图2.典型应用

微处理器启动过程中禁止看门狗

针对图2应用电路的不足,巧妙的增加一个SPDT(单刀双掷)模拟开关UM3157,可以实现在微处理器启动期间禁止看门狗。

UM706的规格书指明,当看门狗输入端WDI悬空或三态时,看门狗禁止,内部计数器停止计数,输出端将保持高电平。充分利用这一特性,处理器启动期间,通过模拟开关使WDI选通到悬空通道(如图4所示),看门狗禁止,不影响系统正常启动;待系统启动完毕,连接EN的I/O引脚输出控制电平,使WDI选通到另一I/O引脚,看门狗使能,实现正常的喂狗操作(如图5所示)。另外,需特别注意的是,一般处理器上电后,I/O引脚默认输出高电平或低电平,无论哪种情况,只需保证启动期间WDI悬空即可,故图3中NC与NO引脚哪个悬空,哪个接处理器I/O,视具体情况而定。

图3的应用电路,可以说非常实用,UM3157为SOT363封装,尺寸仅2mm*2mm,成本非常低,占用处理器资源也很少,只需一根额外的I/O引脚控制模拟开关的通道选择。

图3.利用SPDT模拟开关实现启动过程中禁止看门狗

图4.启动期间模拟开关状态

图5.启动完毕模拟开关状态

 

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