Reset與嵌入式系統應用的穩定性

在RTOS實時多任務操作系統軟件中，添加一任務，設置網絡狀態標志位來監視網絡狀態，當手機沒有信號時設置某標志；通過適當的判據，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，網絡正常，用戶使用正常，巧妙地緩解，當然最終還是從本質上去解決問題。

5外設的復位及穩定性設計

5.1外設復位的特殊性與可控性

嵌入式系統通常有LCD顯示、攝像頭和無線通信模塊等外設。外設正常工作也需要正確的復位。有些設計直接將外設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都正確復位；其次，一旦外設出問題，那么處理器也需要復位，整個系統都需重新初始化；最后，容易產生非同步復位，在處理器復位后，對外設寫入命令時，可能被外設所復位掉，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，對處理器和外設的復位分別進行復位電路設計，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，等待外設復位充分，再進行外設初始化。最可靠并最具操作性的是保證外設復位的可控性，使外設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。當處理器穩定上電完成自身的初始化后，由處理器軟件控制外設復位，適當延時后，再對外設進行初始化，如圖7（b）所示。

外設復位的可控性，對要求特殊復位時序的外設尤其有用。不同的外設，其復位時序要求不同，具有個性與特殊性，系統應根據具體的復位時序要求進行個性化復位，否則可能導致外設工作不正常。

對于應用系統中有多個外設時，不應該如圖8（a）那樣把多個外設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分別進行上電及復位。系統運行過程中，某個外設因受干擾工作不正常時，可以單獨對該外設進行復位操作，而不影響其他外設；有利于提高系統設計的靈活性和可靠性，能保證多個外設的可靠運行。

5.2實例分析：WiFi模塊的特殊復位信號

筆者做過一個用WiFi進行數據傳輸的項目，整個系統如圖9所示，SoC處理器模塊采集到的數據通過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，最后經以太網口傳送給PC，由PC把無線AP獲取的數據保存到硬盤。

調試時，發現前端部分工作不穩定，WiFi模塊啟動不穩定，各次啟動現象不一致，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。系統上電的RC復位電路產生的Reset信號并不能完全使系統穩定，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，模塊可以穩定啟動，工作正常，問題解決。