Мониторинг и управление последовательностью подачи напряжения питания в системах с высокой надежностью
В данной статье обсуждаются вопросы, связанные с мониторингом и последовательностью подачи напряжения питания в системах c высокой надежностью. Приводятся основные критерии, которыми необходимо руководствоваться при выборе супервизора, обсуждается необходимость схемы перезагрузки при подаче питания (POR — Power On Reset), мониторинг нескольких напряжений питания, а также вопросы, связанные с варьированием измерения напряжения питания. Кроме этого, в статье обсуждаются схемы общего управления системой.
ВВЕДЕНИЕ
Для большинства электронных систем необходимо обеспечить правильную инициализацию при включении питания, для этого используется схема мониторинга напряжения питания, которая обеспечивает сигнал Reset при подаче питания — POR, power-on reset. Схема POR позволяет обнаружить кратковременное исчезновение или понижение напряжения питания, что служит защитой от возможных проблем при ошибочном выполнении кода программы, при котором в память могут быть записаны неверные данные или произойти другие ошибки в работе системы. Кроме этого, в системах высокой сложности часто необходимо обеспечить определенную последовательность при включении различных шин питания системы, что является необходимым условием для многих микроконтроллеров, микропроцессоров, DSP или ASIC — иначе возможно возникновение так называемого защелкивания (latch up),
что может привести к повреждению или ухудшить долговременную надежность системы. Традиционно для обеспечения последовательности подачи питания и мониторинга напряжения питания используется одна или несколько микросхем-супервизоров.
МОНИТОРИНГ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ ДЕТЕКТОРОВ И POWER-ON RESETS
Одним из наиболее простых способов мониторинга напряжения питания является использование детектора напряжения (voltage detector) — специализированной микросхемы, которая объединяет компаратор и внутренний источник опорного напряжения. Когда напряжение питания падает ниже установленной отметки, то вывод микросхемы принимает определенное значение, подавая сигнал о неисправности системы питания. Такое предупреждение дает возможность микроконтроллеру сохранить содержание памяти, выключить или включить источники питания и за-
вершить работу системы контролируемым образом.
В тот момент, когда детектор напряжения обнаружит включение или пропадание питания, вывод микросхемы сигнализирует возникновение этой ситуации с некоторой задержкой. Однако в большинстве случаев сигнал на входе Reset микроконтроллера требует большего времени — reset timeout — это время необходимо, чтобы при включении питания стабилизировались источник питания и источник тактовых импульсов системы, а также перед переходом в рабочее состояние должны быть инициализированы внутренние регистры микроконтроллера. Микросхема супервизора напряжения питания с функцией POR обеспечивает для микропроцессора необходимую задержку и позволяет микропроцессору полностью завершить инициализацию. Если при работе системы напряжение на время опускается ниже установленного схемой POR предела, то аналогичная задержка применяется после того момента, когда напряжение питания возвращается к установленным значениям. Имеются микросхемы с различными порогами напряжения POR и различными значениями времени задержки при инициализации. Некоторые микросхемы POR позволяют устанавливать время задержки при инициализации с помощью внешних конденсаторов.
|
