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摘要 提出一種基于at91rm9200處理器的高可靠雙機(jī)溫備解決方案。利用eplc6、max6374設(shè)計兩個冗余的外部watchdog監(jiān)控處理器系統(tǒng)的工作狀態(tài)，利用at91rm9200自帶的watchdog作為內(nèi)部監(jiān)測機(jī)制監(jiān)控處理器本身的故障；設(shè)計并給出了以at91rm9200為核心的監(jiān)控機(jī)制的具體實現(xiàn)，包括心跳信號的發(fā)送和中斷服務(wù)程序的設(shè)計。 關(guān)鍵詞 at91rm9200 watchdog雙機(jī)客錯系統(tǒng) 溫備 高可靠系統(tǒng) 本文設(shè)計了一種以at91rm9200處理器為核心的高可靠嵌入式系統(tǒng)。系統(tǒng)具有兩臺機(jī)組，當(dāng)一臺機(jī)組發(fā)生故障后，另一臺機(jī)組接管工作并繼續(xù)運(yùn)行。系統(tǒng)提供外部和內(nèi)部watchdog(看門狗)監(jiān)控機(jī)制構(gòu)成一級冗余、兩級監(jiān)控的可靠性設(shè)計方案。其中外部watchdog分別采用max6374和以eplc6 fpga構(gòu)建的監(jiān)控電路，而內(nèi)部watchdog則利用at91rm9200自帶的watchdog模塊實現(xiàn)。本文分別從硬件和軟件兩個角度闡述系統(tǒng)的實現(xiàn)。 1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 1．1 at91rm9200處理器 at91rm9200是atrnel公司生產(chǎn)的一款
必須明確對看門狗定時器時間的選擇條件。在程序設(shè)計中，為了保證硬件監(jiān)控效果，不宜過多地設(shè)置對看門狗芯片的操作，一般應(yīng)在程序循環(huán)的關(guān)鍵部位設(shè)置1~2處對看門狗芯片的觸發(fā)操作。所以，看門狗定時器的時間只要大于一個需時最長的程序循環(huán)即可。在基于f206的故障錄波器中，需時最長的程序循環(huán)包含1個16點(diǎn)的fft運(yùn)算，整個程序循環(huán)的總時間小于2 ms。 由此看來，硬件監(jiān)控電路的看門狗時間只要大于2 ms即可滿足要求，過長的看門狗時間是不必要的，對保證裝置的實時性也是十分不利的。 2 max6369~max6374監(jiān)控芯片的原理及應(yīng)用 根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，我們選用了maxim公司出品的max6374監(jiān)控芯片。max6374是max6369~ max6374系列監(jiān)控芯片中的一員。該系列芯片的看門狗定時器時間可以通過外部引腳set2、set1、set0的邏輯電平進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，其引腳電平與看門狗定時器時間的關(guān)系如表1所列。 表1中的twd 就是看門狗定時器時間，tdelay是看門狗定時器啟動延遲時間。 表1 看門狗定時器啟動延遲時間tdelay是指在系統(tǒng)上電到監(jiān)控芯片看門狗定時器正式啟動之間的時間
在這里，必須明確對看門狗定時器時間的選擇條件。在程序設(shè)計中，為了保證硬件監(jiān)控效果，不宜過多地設(shè)置對看門狗芯片的操作，一般應(yīng)在程序循環(huán)的關(guān)鍵部位設(shè)置一至兩處對看門狗芯片的觸發(fā)。所以，看門狗定時器的時間只要大于一個需時最長的程序循環(huán)即可。在基于f206的故障錄波器中，需時最長程序循環(huán)包含一個16點(diǎn)的fft運(yùn)算，整個程序循環(huán)的總時間小于2ms。 由此看來，硬件監(jiān)控電路的看門狗時間只要大于2ms即可滿足要求，過長的看門狗時間是不必要的，對保證裝置的實時性也是十分不利的。 根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，我們選用了max6374監(jiān)控芯片，其看門狗定時器時間可以通過外部引腳st2、st1、st0的邏輯電平進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，其引腳電平與看門狗定時器時間的關(guān)系如表1所示。表1 max6374引腳電平與看門狗定時器時間的關(guān)系 st2電平 st1電平 st0電平 看門狗定時器時間 00001111 00110011 01010101 3ms3s1s禁止看門狗功能30μs1s10s10s 在此將看門狗定時器時間調(diào)節(jié)在3ms。 在對max6374監(jiān)控芯片的觸發(fā)操作時，為了保證程序的緊湊和監(jiān)控的有效，不
，必須明確對看門狗定時器時間的選擇條件。在程序設(shè)計中，為了保證硬件監(jiān)控效果，不宜過多地設(shè)置對看門狗芯片的操作，一般應(yīng)在程序循環(huán)的關(guān)鍵部位設(shè)置一至兩處對看門狗芯片的觸發(fā)。所以，看門狗定時器的時間只要大于一個需時最長的程序循環(huán)即可。在基于f206的故障錄波器中，需時最長的程序循環(huán)包含一個16點(diǎn)的fft運(yùn)算，整個程序循環(huán)的總時間小于2ms. 由此看來，硬件監(jiān)控電路的看門狗時間只要大于2ms即可滿足要求，過長的看門狗時間是不必要的，對保證裝置的實時性也是十分不利的。 根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，我們選用了max6374監(jiān)控芯片，其看門狗定時器時間可以通過外部引腳st2、st1、st0的邏輯電平進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，其引腳電平與看門狗定時器時間的關(guān)系如表1所示。 在此將看門狗定時器時間調(diào)節(jié)在3ms.在對max6374監(jiān)控芯片的觸發(fā)操作時，為了保證程序的緊湊和監(jiān)控的有效，不宜采用在一處發(fā)脈沖的方式，而應(yīng)該在程序的一點(diǎn)發(fā)出高電平，然后在另一點(diǎn)將電平變低，如此循環(huán)往復(fù)地觸發(fā)看門狗定時器。 max6374的復(fù)位脈沖寬度為1μs,相當(dāng)于20個dsp時鐘周期（系統(tǒng)采用20mhz有源晶體振蕩器），完全滿足
rt在0.5ms至5s調(diào)節(jié))。 其中：復(fù)位電壓由分壓器r1／r2決定，復(fù)位延遲時間由電容csrt設(shè)置，看門狗延時周期由電容cswt設(shè)置。 設(shè)計人員利用如此寬范圍的看門狗延時周期可以為任何應(yīng)用提供解決方案。max6301-max6304系列基本與max6746-max6753系列相同，但可提供so或dip封裝。 較長啟動/延時周期、引腳可選的看門狗 對于啟動過程較長的應(yīng)用，希望提供兩個不同的延時周期：一個較長的初始化延時周期和一個較短的正常工作延時周期。max6369—max6374系列具有wdi引腳可編程的啟動延遲，可選范圍：200ms至60s，以及可在30ms至60s范圍內(nèi)編程的看門狗延時周期。一些版本還提供看門狗的首次邊沿激活功能，以滿足啟動過程更長的應(yīng)用。在這些芯片中，看門狗電路在啟動過程中被禁止，來自μp相關(guān)i／o引腳的第一個邊沿可激活看門狗電路。 多電壓監(jiān)控看門狗 對于雙電源供電系統(tǒng)，max6358-max6360系列可以監(jiān)視兩路標(biāo)準(zhǔn)電壓，并提供長啟動周期和標(biāo)準(zhǔn)延時周期的看門狗；對于三組電源供電或需要高有效和低有效復(fù)位輸出的系統(tǒng)，設(shè)計人員可以
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