Reset与嵌入式系统应用的稳定性

eSoC芯片，硬件结构如图3所示，主要包括一个8051的MCU核和ZigBee收发器。调试时，发现ZigBee模块快速关机然后快速开机，即二次开机时不稳定，有时启动不正常，功能不能实现。在软件里加Trace信息，发现当快速开关机时MCU并没有正常启动，没有进入所需要的初始化和主循环。避免快速关机开机，则可以正常启动。当嵌入式系统关机后立即再开机，有时不能正常工作，是因为复位不充分，这是嵌入式系统的共同点。

最后发现，由于SoC芯片里有内部POR，所以片外没有加RC复位电路。而工作电源VDD_3V上有20μF电容，下电时不能快速放电。添加外部RC复位电路（100 kΩ电阻和1μF电容），延长复位时间，电源稳定后再取消复位。Reset功能在芯片上下电时更稳定，问题得以解决。有时候电阻电容这种“小器件”往往可以解决“大问题”。

3电压检测复位

为了防止系统在上电、突然掉电或者电网瞬间欠压引起嵌入式系统操作失误，更常用和有效的方法是采用具有复位信号输出的电压监测电路。电压监测电路提供多种保护功能：在系统上电、瞬间欠压时提供系统复位信号；系统突然断电、瞬间欠压时输出监测信号，以供系统实施保护措施，如数据保护、I/O安全设置；可连接备用电源，保证备用电源的投、切控制。

对于供电系统的容差范围较大、压值精度较低的情况，或者是遇到电网长期工作在欠压状态下时，可能会造成系统在正常工作条件下频繁复位。这种情况更应该监控电源电压，当监测到电压波动时，监控芯片向处理器发送电压异常信号，处理器响应该信号并中断正在运行的程序，进入掉电保护子程序，设置复位状态寄存器，避免下次上电时由于寄存器状态错误而无法启动上电复位。

电压监测复位，可以解决电源毛刺等造成系统不稳定。复位电路可以采用分立元件搭建，目前常用专用集成电路芯片，阈值电压和复位信号有些可通过编程修改。图4是一个典型的电压监控复位芯片与微处理器的连接图。

4看门狗复位

看门狗复位（即程序运行监视复位）可保证程序非正常运行时能及时进入复位状态。看门狗分硬件看门狗和软件看门狗。

4.1硬件看门狗复位

硬件看门狗的基本原理是，为电路提供一个用于监视系统运行的信号线，当系统正常运行时，应在规定的时间内给信号线提供一个特定信号；如在规定的时间内无这个信号，自动复位电路就认为系统运行不正常，并重新对系统进行复位。具体方式是通过处理器的定时复位计数器来实现。此复位电路的可靠性还与软件有关，即将向复位电路发出脉冲的程序放在何处，在哪里插入“喂狗”指令，需作优化。

硬件看门狗复位主要有三种形式：使用内部带WDT功能单元的电路，外部增设WDT电路和专用集成WDT芯片。图5是一个看门狗芯片的工作方式图。

4.2软件复位

软件复位可以节约电路板的空间和成本；软件复位方式更灵活，更便捷。尤其是对一些功能模块或者外设的监控，借鉴硬件看门狗思想，采用软件看门狗更有优越性。用软件来监测功能模块或者外设的工作情况，一旦认为功能模块或者外设工作异常，通过设定特殊的标记，达到Reset判据时，则通过处理器强行复位并重新初始化工作异常的功能模块或者外设，而其他功能模块或者外设照常工作。当然，有时也需要重新复位并初始化整个系统，使系统更稳定地运行。有些系统人为操作硬件复位（按键复位或者上下电）很不方便时，或者有些系统和产品不便于让用户知道其重启时，就可采用软件复位。

4.3实例分析：手机找网问题

笔者做过一个功能手机（feature phone）项目，由于手机平台刚推出，平台不太稳定，软件存在一些Bug，尤其是底层Layer1部分。手机找不到网，或者手机有网但过一段时间又没有网的现象，发生概率很小，很难Debug.当时软件找了很长时间的Bug，并把问题反馈给平台厂商，但没能及时给出解决方法。情急之下，只好做了应急之便，采用软件复位的方法来救急。

在RTOS实时多任务操作系统软件中，添加一任务，设置网络状态标志位来监视网络状态，当手机没有信号时设置某标志；通过适当的判据，确认是否Reset，如果达到Reset条件就迅速地软件复位，软件重新初始化，如图6所示。复位过程只能是“偷偷地”快速进行，不能让用户察觉，否则用户体验极为不好；要保持用户界面，底层快速重启，不知不觉地完成重启。重启后，网络正常，用户使用正常，巧妙地缓解，当然最终还是从本质上去解决问题。

5外设的复位及稳定性设计

5.1外设复位的特殊性与可控性

嵌入式系统通常有LCD显示、摄像头和无线通信模块等外设。外设正常工作