微處理器超長啟動(dòng)周期中的外部看門狗管理方案

　　為應(yīng)對日益復(fù)雜的處理任務(wù)，越來越多的應(yīng)用會(huì)使用微處理器搭載各種操作系統(tǒng)的方案。操作系統(tǒng)的啟動(dòng)周期一般在十幾秒，有的甚至在一分鐘以上。另外，為保證在程序跑飛時(shí)系統(tǒng)可自恢復(fù)，在許多對可靠性要求較高的應(yīng)用中，外置看門狗定時(shí)器也是不可或缺的。此類定時(shí)器的溢出周期一般為一兩秒。由于微處理器與看門狗芯片是同步上電，在看門狗定時(shí)器的溢出周期內(nèi)微處理器必須提供脈沖信號(hào)來喂狗，但若系統(tǒng)未完全啟動(dòng)，又無法提供脈沖信號(hào)，無脈沖信號(hào)，看門狗溢出，系統(tǒng)復(fù)位……如此會(huì)進(jìn)入死鎖狀態(tài)。

　　在微處理器超長啟動(dòng)周期中，如何有效的管理外部看門狗，本文將做詳細(xì)探討，并提供行之有效的參考設(shè)計(jì)電路。

　　微處理器多功能復(fù)位管理芯片

　　以UM706為例，這是一款微處理器多功能復(fù)位管理芯片，集看門狗定時(shí)器、按鍵復(fù)位、上電/掉電復(fù)位、電壓跌落預(yù)警等多種功能于一身，內(nèi)置抗干擾電路，性能穩(wěn)定可靠，適合對可靠性要求高的應(yīng)用場合。

　　圖1. UM706內(nèi)部框圖

　　典型應(yīng)用

　　UM706的一個(gè)典型應(yīng)用如圖2所示。電路中，看門狗輸出與手動(dòng)復(fù)位輸入相連，微處理的復(fù)位觸發(fā)信號(hào)可以是上電/掉電、按鍵接地或看門狗定時(shí)器溢出。該電路非常簡潔，可同時(shí)對多種復(fù)位信號(hào)進(jìn)行管理，但是缺點(diǎn)也很明顯，就是前文提到的，若微處理器啟動(dòng)周期超出看門狗溢出周期，復(fù)位信號(hào)將反復(fù)被觸發(fā)，系統(tǒng)死鎖。

　　圖2.典型應(yīng)用

　　微處理器啟動(dòng)過程中禁止看門狗

　　針對圖2應(yīng)用電路的不足，巧妙的增加一個(gè)SPDT(單刀雙擲)模擬開關(guān)UM3157，可以實(shí)現(xiàn)在微處理器啟動(dòng)期間禁止看門狗。

　　UM706的規(guī)格書指明，當(dāng)看門狗輸入端WDI懸空或三態(tài)時(shí)，看門狗禁止，內(nèi)部計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，輸出端將保持高電平。充分利用這一特性，處理器啟動(dòng)期間，通過模擬開關(guān)使WDI選通到懸空通道(如圖4所示)，看門狗禁止，不影響系統(tǒng)正常啟動(dòng);待系統(tǒng)啟動(dòng)完畢，連接EN的I/O引腳輸出控制電平，使WDI選通到另一I/O引腳，看門狗使能，實(shí)現(xiàn)正常的喂狗操作(如圖5所示)。另外，需特別注意的是，一般處理器上電后，I/O引腳默認(rèn)輸出高電平或低電平，無論哪種情況，只需保證啟動(dòng)期間WDI懸空即可，故圖3中NC與NO引腳哪個(gè)懸空，哪個(gè)接處理器I/O，視具體情況而定。

　　圖3的應(yīng)用電路，可以說非常實(shí)用，UM3157為SOT363封裝，尺寸僅2mm*2mm，成本非常低，占用處理器資源也很少，只需一根額外的I/O引腳控制模擬開關(guān)的通道選擇。

　　圖3.利用SPDT模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)過程中禁止看門狗

　　圖4.啟動(dòng)期間模擬開關(guān)狀態(tài)

　　圖5.啟動(dòng)完畢模擬開關(guān)狀態(tài)