Reset與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的穩(wěn)定性

在RTOS實時多任務(wù)操作系統(tǒng)軟件中，添加一任務(wù)，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)標志位來監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，當手機沒有信號時設(shè)置某標志；通過適當?shù)呐袚?jù)，確認是否Reset，如果達到Reset條件就迅速地軟件復位，軟件重新初始化，如圖6所示。復位過程只能是“偷偷地”快速進行，不能讓用戶察覺，否則用戶體驗極為不好；要保持用戶界面，底層快速重啟，不知不覺地完成重啟。重啟后，網(wǎng)絡(luò)正常，用戶使用正常，巧妙地緩解，當然最終還是從本質(zhì)上去解決問題。

5外設(shè)的復位及穩(wěn)定性設(shè)計

5.1外設(shè)復位的特殊性與可控性

嵌入式系統(tǒng)通常有LCD顯示、攝像頭和無線通信模塊等外設(shè)。外設(shè)正常工作也需要正確的復位。有些設(shè)計直接將外設(shè)的復位引腳與處理器的復位引腳連在一起，共用一個外部硬件復位源，如圖7（a）所示。這種連接方式存在一些問題。首先，這要求復位電路有足夠的復位時間，才能保證處理器和外設(shè)都正確復位；其次，一旦外設(shè)出問題，那么處理器也需要復位，整個系統(tǒng)都需重新初始化；最后，容易產(chǎn)生非同步復位，在處理器復位后，對外設(shè)寫入命令時，可能被外設(shè)所復位掉，導致初始化出錯。

這些問題可以從硬件和軟件兩個方面來處理。硬件方面，對處理器和外設(shè)的復位分別進行復位電路設(shè)計，適當展寬復位脈沖。軟件方面，采用延時法，CPU上電后延時一段時間，等待外設(shè)復位充分，再進行外設(shè)初始化。最可靠并最具操作性的是保證外設(shè)復位的可控性，使外設(shè)的復位信號與處理器復位信號分開，由處理器的某一GPIO來控制。當處理器穩(wěn)定上電完成自身的初始化后，由處理器軟件控制外設(shè)復位，適當延時后，再對外設(shè)進行初始化，如圖7（b）所示。

外設(shè)復位的可控性，對要求特殊復位時序的外設(shè)尤其有用。不同的外設(shè)，其復位時序要求不同，具有個性與特殊性，系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)具體的復位時序要求進行個性化復位，否則可能導致外設(shè)工作不正常。

對于應(yīng)用系統(tǒng)中有多個外設(shè)時，不應(yīng)該如圖8（a）那樣把多個外設(shè)的復位引腳連在一起，由處理器的一個GPIO控制，進行一次外部硬件復位。通常采用如圖8（b）的連接方式，處理器完成上電復位后，分別通過不同的GPIO控制、采用不同的延時對各外設(shè)分別進行上電及復位。系統(tǒng)運行過程中，某個外設(shè)因受干擾工作不正常時，可以單獨對該外設(shè)進行復位操作，而不影響其他外設(shè)；有利于提高系統(tǒng)設(shè)計的靈活性和可靠性，能保證多個外設(shè)的可靠運行。

5.2實例分析：WiFi模塊的特殊復位信號

筆者做過一個用WiFi進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻椖浚麄€系統(tǒng)如圖9所示，SoC處理器模塊采集到的數(shù)據(jù)通過UART傳送給WiFi模塊，WiFi模塊再通過2.4 GHz無線信號傳送給無線WiFi AP，最后經(jīng)以太網(wǎng)口傳送給PC，由PC把無線AP獲取的數(shù)據(jù)保存到硬盤。

調(diào)試時，發(fā)現(xiàn)前端部分工作不穩(wěn)定，WiFi模塊啟動不穩(wěn)定，各次啟動現(xiàn)象不一致，有時能正常啟動，有時不能正常啟動。最后，找到問題的所在點：WiFi模塊上電啟動時，沒有得到正確的復位。系統(tǒng)上電的RC復位電路產(chǎn)生的Reset信號并不能完全使系統(tǒng)穩(wěn)定，需要再加一個脈沖信號，如圖10（a）所示。WiFi模塊的Reset時序包括兩個階段：大于20 ms的上電Reset和大于1 ms的硬件脈沖信號。微處理器SoC上電復位并初始化后，由I/O控制WiFi模塊上電及復位，按需求進行了特殊復位處理，采用特殊的Reset信號和時序，如圖10（b）所示，模塊可以穩(wěn)定啟動，工作正常，問題解決。