Reset与嵌入式系统应用的稳定性

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。外设正常工作也需要正确的复位。有些设计直接将外设的复位引脚与处理器的复位引脚连在一起，共用一个外部硬件复位源，如图7（a）所示。这种连接方式存在一些问题。首先，这要求复位电路有足够的复位时间，才能保证处理器和外设都正确复位；其次，一旦外设出问题，那么处理器也需要复位，整个系统都需重新初始化；最后，容易产生非同步复位，在处理器复位后，对外设写入命令时，可能被外设所复位掉，导致初始化出错。

这些问题可以从硬件和软件两个方面来处理。硬件方面，对处理器和外设的复位分别进行复位电路设计，适当展宽复位脉冲。软件方面，采用延时法，CPU上电后延时一段时间，等待外设复位充分，再进行外设初始化。最可靠并最具操作性的是保证外设复位的可控性，使外设的复位信号与处理器复位信号分开，由处理器的某一GPIO来控制。当处理器稳定上电完成自身的初始化后，由处理器软件控制外设复位，适当延时后，再对外设进行初始化，如图7（b）所示。

外设复位的可控性，对要求特殊复位时序的外设尤其有用。不同的外设，其复位时序要求不同，具有个性与特殊性，系统应根据具体的复位时序要求进行个性化复位，否则可能导致外设工作不正常。

对于应用系统中有多个外设时，不应该如图8（a）那样把多个外设的复位引脚连在一起，由处理器的一个GPIO控制，进行一次外部硬件复位。通常采用如图8（b）的连接方式，处理器完成上电复位后，分别通过不同的GPIO控制、采用不同的延时对各外设分别进行上电及复位。系统运行过程中，某个外设因受干扰工作不正常时，可以单独对该外设进行复位操作，而不影响其他外设；有利于提高系统设计的灵活性和可靠性，能保证多个外设的可靠运行。

5.2实例分析：WiFi模块的特殊复位信号

笔者做过一个用WiFi进行数据传输的项目，整个系统如图9所示，SoC处理器模块采集到的数据通过UART传送给WiFi模块，WiFi模块再通过2.4 GHz无线信号传送给无线WiFi AP，最后经以太网口传送给PC，由PC把无线AP获取的数据保存到硬盘。

调试时，发现前端部分工作不稳定，WiFi模块启动不稳定，各次启动现象不一致，有时能正常启动，有时不能正常启动。最后，找到问题的所在点：WiFi模块上电启动时，没有得到正确的复位。系统上电的RC复位电路产生的Reset信号并不能完全使系统稳定，需要再加一个脉冲信号，如图10（a）所示。WiFi模块的Reset时序包括两个阶段：大于20 ms的上电Reset和大于1 ms的硬件脉冲信号。微处理器SoC上电复位并初始化后，由I/O控制WiFi模块上电及复位，按需求进行了特殊复位处理，采用特殊的Reset信号和时序，如图10（b）所示，模块可以稳定启动，工作正常，问题解决。