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  • 置顶/星标公众号,不错过每一条消息! 前不久有朋友大概问了这么一个问题:博主,在复杂的环境下,干扰有点大,有必要外接一个复位IC吗?1写在前面我们都知道在复杂环境,...
        

    置顶/星标公众,不错过每一条消息!

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        前不久有朋友大概问了这么一个问题:博主,在复杂的环境下,干扰有点大,有必要外接一个复位IC吗?

    1写在前面

    我们都知道在复杂环境,比如一些工厂,特别是在有大型机电设备的环境下,我们的电源信号、通信信号都有可能受到干扰。


    那么,在这种情况下,我们软件和硬件都有必要做一定预防处理。


    除了需要外接复位IC,同时,为了系统能稳定长期的工作,我们可能还有必要添加看门狗


    本文就围绕复位IC、看门狗展开相关内容的讲解。


    2

    MCU电路为什么要使用复位芯片?

    STM32都有一个最低工作电压(比如1.8V),当电源电压跌落到低于MCU所要求的最低值时,MCU工作可能发生混乱,造成程序跑飞,引起整机死机、误动作等现象。


    使用复位IC的原理是通过确定的电压值(阈值)启动复位操作,同时排除瞬间干扰的影响,又有防止MCU在电源启动和关闭期间的误操作,保证数据安全。


    3

    看门狗设计和复位

    STM32具有IWDG独立看门狗、WWDG窗口看门狗两种类型的看门狗。


    独立看门狗由专用的低速时钟(LSI)驱动,即使主时钟发生故障它也仍然有效。而窗口看门狗由从APB1时钟分频后得到的时钟驱动,通过可配置的时间窗口来检测应用程序非正常的过迟或过早的操作。


    看门狗复位就是超过一定时间没有喂狗,看门狗就会发出一个复位信号。


    4

    看门狗和复位IC同时存在的注意事项

    之前有工程师遇到一个问题:STM32外接了复位IC,发现自己的看门狗不起作用,也就是说看门狗不能复位


    这个问题可能很少有人遇到过,我这里就先给大家讲讲原因,避免以后你以后入坑。


    想要明白这里面原因,就需要对复位电路结构和原理做一定的了解。

    1.STM32复位

    1. NRST引脚上的低电平(外部复位)

    2. 窗口看门狗计数终止(WWDG复位)

    3. 独立看门狗计数终止(IWDG复位)

    4. 软件复位(SW复位)

    5. 低功耗管理复位


    STM32复位内部结构图

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    出现问题的电路图如下:

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    如果外接了复位IC,这里就需要大家认真看上面两图。


    一个重要的信息:外接复位IC驱动类型为 CMOS 推拉型驱动


    相信大家看到这里已经明白了为什么。其实,解决办法就是:将电路中0Ω电阻改为 1K 电阻。


    本文就讲到这里,希望你以后遇到类似问题,不会再犯这种低级的错误。

    推荐阅读与复位相关的文章:

    1.STM32片上外设时钟使能、失能和复位的区别

    2.STM32复位类型/来源

    3.有一种修饰符能使变量在处理器复位而不被初始化

    4.STM32内核复位与系统复位区别及应用

    5最后

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  • 使用复位IC原理是通过确定的电压值(阈值)启动复位操作,同时排除瞬间干扰的影响,又有防止MCU在电源启动和关闭期间的误操作,保证数据安全。 2STM32看门狗设计和复位 STM32具有IWDG独立看门狗、WWDG窗口看门狗...

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    作者 | strongerHuang

    微信公众号 | 嵌入式专栏

    我们都知道在复杂环境,比如一些工厂,特别是在有大型机电设备的环境下,我们的电源信号、通信信号都有可能受到干扰。

    那么,在这种情况下,我们软件和硬件都有必要做一定预防处理。

    除了需要外接复位IC,同时,为了系统能稳定长期的工作,我们可能还有必要添加看门狗

    本文就围绕复位IC、看门狗相关内容展开讲解。

    1

    STM32为什么要外接复位芯片?

    STM32都有一个最低工作电压(比如1.8V),当电源电压跌落到低于MCU所要求的最低值时,MCU工作可能发生混乱,造成程序跑飞,引起整机死机、误动作等现象。

    使用复位IC的原理是通过确定的电压值(阈值)启动复位操作,同时排除瞬间干扰的影响,又有防止MCU在电源启动和关闭期间的误操作,保证数据安全。

    2

    STM32看门狗设计和复位

    STM32具有IWDG独立看门狗、WWDG窗口看门狗两种类型的看门狗。

    独立看门狗专用的低速时钟(LSI)驱动,即使主时钟发生故障它也仍然有效。而窗口看门狗由从APB1时钟分频后得到的时钟驱动,通过可配置的时间窗口来检测应用程序非正常的过迟或过早的操作。

    看门狗复位就是超过一定时间没有喂狗,看门狗就会发出一个复位信号。

    3

    看门狗和复位IC同时存在的注意事项

    之前有工程师遇到一个问题:STM32外接了复位IC,发现自己的看门狗不起作用,也就是说看门狗不能复位

    这个问题可能很少有人遇到过,我这里就先给大家讲讲原因,避免以后你以后入坑。

    想要明白这里面原因,就需要对复位电路结构和原理做一定的了解。

    STM32复位

    STM32的复位主要分为三类:系统复位、电源复位和后备域复位

    系统复位:

    1. NRST引脚上的低电平(外部复位)

    2. 窗口看门狗计数终止(WWDG复位)

    3. 独立看门狗计数终止(IWDG复位)

    4. 软件复位(SW复位)

    5. 低功耗管理复位

    电源复位:

    1. 上电/掉电复位(POR/PDR复位)

    2. 从待机模式中返回

    备份区域复位:

    1. 软件复位,备份区域复位可由设置备份域控制寄存器(RCC_BDCR)中的BDRST位产生。

    2. 在VDD和VBAT两者掉电的前提下, VDD或VBAT上电将引发备份区域复位。

    可以参看文章:STM32复位来源,Cotrex-M系统与内核复位区别

    STM32复位内部结构图

    出现问题的电路图如下:

    如果外接了复位IC,这里就需要大家认真看上面两图。

    一个重要的信息:外接复位IC驱动类型为 CMOS 推拉型驱动

    相信大家看到这里已经明白了为什么。其实,解决办法就是:将电路中0Ω电阻改为 1K 电阻。

    本文就讲到这里,希望你以后遇到类似问题,不会再犯这种低级的错误。

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LY4058E(2A三节12.6V锂电池充电ic) LY4058E(2A三节13.05V锂电池充电ic) LY6809A263M LY6809-2.63 LY6809A463M LY6809-2.93 LY809T-3.08 LY809S-2.93 LY6809-4.38 LY6809-4.0 LY6809-2.93 LY6809-3.08 LY3083A LY9012 LY6600 LY9435 LY4953 LY9980(不带散热片) LY9890 LY7136 LY7135 LY7134 LY7132 LY7128 LY7126 LY7130 LYL7135 LYL7135 LYL7132 LYL7128 LYL7126 LYL7130 DWO1 LY5806 LY1035A22M LY1035A25M LY1035A27M LY1035A27P LY1035A27T LY1035A28T LY1035A28M LY1035A28P LY1035A30M LY1035A30P LY1035A33M LY1035A23P LY1035A50P LY1035A33P LY2N60 LY4N60 LY5N60 LY6N60 LY7N60 LY8N60 LY10N60 LY12N60 LY13003 LY1N65 LY2N65 LY4N65 LY7N65 LY8N65 LY10N65 LY12N62 LY431 LY431A LY4313 联益公司专业芯片厂家专业生产DC/DC升压ic、LDO稳压ic、锂电池充电管理ic、电压检测ic、低压高压MOS管、AC转换ic 欧阳先生, 替代兼容原厂替代兼容原厂BT4054EUP8054QX4054QX6206QX2106QX7135QX7136YB4054YB4064EMC5754PT6181APL3202B/ZCC4054HYM4054BQ24010HX6001HX6002HX6038HX4004QX2303QX2304/2YL6/MC6288CL5502HT4054CE3150PJ1134PJ6204PJ1134PJ5056PJ4054PJ4056PJ4057TG1803YB1210IN4057IN4054IN6206IN6211IN6203IN5056MC4054MC4056KF4054SL4054/LY6206/LY6211/LY7350/LY4054/LY3083/LY4057/LY5056/LY2106/KX2108/KX4054/KX4057/KX7350/KX6206/KX6211/KX6209/KX6208/KX6210/KX7330/KX2188/KX2109/KX4058/KX4059/SL2108/BT2108/SY3128 SY3196 SY7218 SY3133 SI2129 SI2188 SI2101/SY3144 SY3145 SY3146 SI4056 SY3147 SY3148 SI6007 SI6017 SI6018 SDW18B/ES4358/AM5054/CX6220CX8350CX9058CX4054CX9056CX4056CX2901CX2901A CX100CX6206CX6203/ME4054/ME4057ASPG/ME4057DSPG/ME4059ASPG/ME4059DSPG/MH4057/MH4054/PJ4057/PJ4056/SI6117 SI6220 SI1117 SI7130 SI7150 SI7133 SI7530 SI7550 SI7330 SI7333 SI7350/ 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  • 异步复位同步释放原理 异步复位,同步释放的理解 异步复位同步释放—关于复位的问题 always @ (posedge clk, negedge rst_async_n) if (!rst_async_n) begin rst_s1 <= 1'b0; rst_s2 <= 1'b0; end else ...

    参考文章
    异步复位同步释放原理
    异步复位,同步释放的理解
    异步复位同步释放—关于复位的问题
    在这里插入图片描述

    always @ (posedge clk, negedge rst_async_n)
        if (!rst_async_n) begin
            rst_s1 <= 1'b0;
            rst_s2 <= 1'b0;
        end
        else begin
            rst_s1 <= 1'b1;
            rst_s2 <= rst_s1;
        end
        assign rst_sync_n = rst_s2;
    endmodule
    

    自己总结:
    1、为什么要异步复位,同步置位:避免复位信号出现在clk上升沿周围,不满足Removal timing或者Recovery timing,出现亚稳态。
    2、为什么不用同步复位,同步复位会导致一个always多用一个mux,浪费资源。
    3、两个触发器的目的是消除亚稳态。这样理解:当rst复位1->0;直接两个触发器复位了。置位时0->1,第二个D触发器前端是0,不会出现亚稳态,第一个出现亚稳态,第二个会消除亚稳态,不明白可以研究一下打两排消除亚稳态的原理。

    正文

    在数字IC设计中肯定会涉及到异步复位的问题,因为需要对电路进行复位操作。这种复位设计主要依靠前端设计以及工具来检查,从数字IC后端的角度上讲,只要在timing signoff阶段检查好removal和recovery的check就好

    Removal timing check

    Removal time是指在时钟有效沿来临之后,异步复位信号需要继续保持有效的最短时间。满足这个最短时间才能确保对寄存器进行正常的复位。Removal time check的波形图如下图所示。Removal timing check与hold time check类似。

    Recovery timing check

    Recovery time是指在时钟有效沿到来之前,复位信号保持高电平的最短时间。即复位信号变到非复位状态的电平必须在clk之前一定的时间到达。满足这个Recovery time,可以确保在时钟有效沿来临时,异步复位信号处于无效状态,从而确保正常的数据采样。

    从Removal 和Recovery time的定义知道,只要DFF的复位信号不在时钟有效沿附近变化(复位信号远离时钟有效沿),就可以保证电路的正常复位和撤销。

    在实际的设计中,比如有的模块是先复位再给模块供应时钟,即保证了复位信号与时钟在时间上是错开的,这种流程可以保证不会出现recovery和removal的问题,因为复位置起撤销时都没有时钟。即使操作流程保证不了,出现recovery和removal违例,由于模块此时都不会工作,也没什么问题。

    同步复位

    复位信号可以理解为一个普通的数据信号,它只有在时钟的跳变沿才会其作用,一般只要复位信号持续时间大于一个时钟周期,就可以保证正确复位。

    异步复位

    复位可以在任何时候发生,表面上看跟时钟没有关系,但真实情况是异步复位也需考虑时钟跳变沿,因为时钟沿变化和异步复位都可以引起Q端数据变化。如果异步复位信号跟时钟在一定时间间隔内发生变化,Q值将无法确定,即亚稳态现象。这个时候既是异步复位信号持续时间再长都没有办法,因为不定态已经传递下去。

    同步复位虽然解决了当时钟的有效沿来临的时候rst_n的边沿也正好来临所出现的冒险与竞争。但是从综合的电路上可以看出,多了一个组合逻辑MUX在这里插入图片描述
    如果设计中所有的复位都是这样的,那会增加很多的资源,导致芯片面积很大。那么有没有更好的解决办法呢?答案是有,那就是异步复位同步释放机制。

    异步复位,同步释放

    异步复位,同步释放就是指在复位信号到来的时候不受时钟信号的同步,而是在复位信号释放的时候受到时钟信号的同步。

    在这里插入图片描述

    如上图,单独看方框2的复位策略,是一个异步复位电路,即复位信号有效时不管时钟信号是否处于有效沿,输出都会被复位。但是如果复位信号在时钟信号的上升沿撤销时,这时候的输出就是亚稳态。

    方框1中电路图是实现异步复位同步释放的关键。

    异步复位

    当rst_async_n有效时,第一个D触发器的输出是低电平,第二个D触发器的输出rst_sync_n也是低电平,方框2中的异步复位端口有效,输出被复位。

    同步释放

    假设rst_async_n撤除时发生在clk上升沿,如果不加此电路则可能发生亚稳态事件(有的时候会打三拍)。但是加上此电路以后,假设第一级D触发器clk上升沿时rst_async_n正好撤除,则D触发器1可能输出高电平“1”,也可能输出亚稳态,也可能输出低电平。但此时第二级触发器不会立刻更新输出,第二级触发器输出值为前一级触发器Q1的输出状态。显然Q1之前为低电平,故第二级触发器输出保持复位低电平。直到下一个时钟有效沿到来之后,才随着变为高电平。即实现同步释放。

    在数字后端实现时,如果发现第一级寄存器的异步复位端存在removal和recovery的timing violation,我们可以不用管。因为这一级只是作为过渡,我们不care timing。

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