嵌入式系統(tǒng)的掉電保護方案設(shè)計

在系統(tǒng)中，需要使用5V和3.3V的直流穩(wěn)壓電源。其中,S3C4510B及部分外圍器件需3.3V電源，另外部分器件需5V電源。為簡化系統(tǒng)電源電路的設(shè)計，要求整個系統(tǒng)的輸入電壓為高質(zhì)量的5V的直流穩(wěn)壓電源。有別于一般的電源回路設(shè)計，本系統(tǒng)的電源回路設(shè)計過程中增加了有關(guān)掉電保護的設(shè)計。包含這個設(shè)計的系統(tǒng)電源電路如圖2所示。

這個電源回路除了可以提供5v和3.3v的電源以外，還為系統(tǒng)掉電保護提供了延時及預(yù)警功能，通過軟件的配合可以實現(xiàn)系統(tǒng)的掉電保護機制。正常情況下，由供電回路1給整個系統(tǒng)供電。當(dāng)系統(tǒng)由于意外原因掉電時，由于輸入的比較電壓降低，這樣MAX809 模塊輸出電壓產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)為系統(tǒng)提供掉電中斷預(yù)警信號，中斷請求通過外部中斷引腳XREQ0產(chǎn)生;同時供電回路2開始啟用。通過大電容C3、c4放電，繼續(xù)為系統(tǒng)提供一段供電電壓，支持掉電中斷服務(wù)程序完成。供電回路2只給最小系統(tǒng)供電，并不給耗電量大的外圍部件供電。這樣，給最小系統(tǒng)的供電時間足夠長，可以完成敏感數(shù)據(jù)的保護操作。

通過軟件測算，電容放電可供最小系統(tǒng)工作時間在0.5～4.5S之間。這種測算方法很簡單.編寫一個掉電中斷服務(wù)子程序，這個程序只是不斷進行時間刷新操作。同樣，可以通過軟件測定在這段時間里向Flash擦寫2～3MB。可見，在采用這種硬件體制的情況下，系統(tǒng)掉電保護能夠得到可靠的保證。

3 掉電信號處理軟件方法的實現(xiàn)

在μClinux系統(tǒng)下，掉電信號的捕捉有兩種方式可以進行。一種是運用系統(tǒng)調(diào)用，即采用void(*signal(intslg，void(*func)(int)))(int)。這個函數(shù)可以為特定的中斷信號安排制訂的執(zhí)行函數(shù)，用參數(shù)func傳遞。在μCllnux中，共有31個系統(tǒng)中斷信號，其中掉電信號為SIGPWR。假設(shè)掉電中斷服務(wù)處理程序為void interrupt-service(int)，則中斷服務(wù)與信號關(guān)聯(lián)的方式為：signal(SIGPWR，interrupt_service)。這種方式充分利用系統(tǒng)調(diào)用，實現(xiàn)簡單。在掉電保護方案設(shè)計初期也是采用這種機制。但事實證明這種機制并不可靠，其原因是Linux內(nèi)核產(chǎn)生和管理信號的機制并不完善，有可能存在信號丟失。查閱有關(guān)Unix或L1nux的相關(guān)資料，可以發(fā)現(xiàn)這種狀況也普遍存在于某些其他版本的Linux和Unix中。

另一種方式是采用守候進程的方式，開通一個進程，此進程專門等待中斷信號。主程序根據(jù)數(shù)據(jù)操作對象的不同，將自己的流程方案劃分成若干原子操作，所謂原子操作即劃定的程序塊要么完全執(zhí)行，要么不執(zhí)行。每個操作對應(yīng)惟一狀態(tài)標(biāo)志。在每個原子操作前，主進程都將會通過管道通信的方式閱讀中斷信號。如果中斷信號產(chǎn)生，主進程首先保存狀態(tài)標(biāo)志，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)寫往Flash后退出，電源恢復(fù)后，主進程首先根據(jù)標(biāo)志字確定系統(tǒng)恢復(fù)方案。圖3用流程圖的方式實現(xiàn)這一過程。