TMS320F2812 DSP复位控制设计改进研究

樊长虹 管文辉 宋瑞

【摘要】TMS320F2812 DSP的外部复位电路和软件喂狗存在易被忽略问题。本文针对一种常见复位电路所存在的不足，采用高阻态器件改进了设计，提高了不同复位源之间接口兼容性;针对常用的周期中断函数中喂狗方法可能存在的中断阻塞，从而导致无必要复位的问题，提出多个周期中断相互监控解决方法。

【关键词】TMS320F2812;复位可靠性;软件监控

1.前言

TMS320F2812是TI公司推出的一款高性能定点DSP芯片，已经广泛用于运动控制应用。我们部分项目中采用过该芯片，应用中发现该芯片看门狗复位监控常见两类问题：1）用户外围复位电路与该芯片接口兼容性较差，当芯片内部看门狗溢出时复位输出有可能不能使芯片正确复位;2）事件管理器时钟周期中断中喂狗清零时，时钟周期中断标识偶尔会清除失败，使得中断阻塞，无法有效喂狗导致看门狗溢出复位。

2.外围复位电路设计

2.1 电路接口兼容问题

多数TMS320F2812板卡都模仿了TI公司所提供的公板设计，其外围复位电路的典型设计如图1所示。

图1 常用复位电路

设计时首先需要考虑上电复位和手动复位，图1中电路可实现这两点要求：当板卡上电时，电源芯片复位信号TPS767D318 会产生输出200ms的持续低电平，拉低以确保DSP正确复位;当手动按下复位键SB1时，在74LS08的输出脚产生低电平以复位DSP。

TMS320F2812数据手册表明，当看门狗溢出时，DSP内部的上应产生512个ClkIn周期的低电平，以拉低来产生DSP复位。当采用30MHz的外部时钟芯片时，这段低电平时间约为17微秒，可以保证DSP可靠复位。

图2 看门狗溢出复位波形图

按图1连接关系，当F2812内部看门狗溢出复位时，测得管脚波形如图2（a）所示，复位低电平被拉低到约1V;当断开F2812的与外部复位电路连接时，使得F2812内部看门狗溢出复位，在管脚输出的波形为图2（b）所示，复位低电平被拉低到约0V。TMS320F2812数据手册表中建议复位信号低电平应低于0.8V。在实际应用中，我们按图1设计的复位电路确实偶然出现程序跑飞，看门狗溢出，但板卡没有被正确复位的现象。这表明图1中外部复位电路与该DSP芯片的接口兼容性欠佳。

2.2 复位电路改进

为提高上电复位和手工复位与芯片内部看门狗复位电平兼容性，应改进图1中的外部电路设计。实际上，观察图1右半部分TMS320F2812芯片内部看门狗对自身的复位控制，已经提供了外部复位电路解决思路：将74LS08换为可置于高阻态的缓冲器（如74HC125），参考电路如图3所示。

图3中没有上电复位和手工复位时，外部复位电路输出是高阻态，不会对内部看门狗复位带来电平不兼容的影响。当TMS320F2812芯片内看门狗溢出时，测量复位引脚波形如图4所示。相比图2（a），图4中复位低电平波形有明显改进，低电平接近0V。

图3 改进复位电路

图4 改进复位电路复位波形

3.中断中喂狗清零改进

3.1 周期中断阻塞问题

通常在F2812事件管理器的定时器周期中断中进行喂狗操作。但某项目应用中发现事件管理器周期中断产生速度较快时，在周期中断处理函数中偶然无法正确清除该中断自身的标识位。测试中无论是将程序加载在片内RAM中仿真或烧写的片内Flash中运行都出现过该类问题，即使连续多次对中断标识位进行写操作也无法保证清除成功。我们认为这是芯片内部设计缺陷所引起。

如果周期中断标识位无法被正确清除，该中断处理函数将被阻塞，无法再进行喂狗操作，从而导致看门狗溢出。此时如果看门狗也由于外部电路设计原因导致无法正确复位，系统可能局部或全部瘫痪。既然已经明确了中断标识清除失败问题，就不应该通过看门狗来复位系统。因此较好的解决方法是监控到该中断标识是否被正确清除，采取补救措施。

3.2 多周期中断互监控

定时器周期中断阻塞时，即使在该中断处理函数中重复多次写中断标识位，也无法确保有效清除。但当发生周期中断阻塞时，通过一定间隔时间的1～2次写操作变可清除该周期中断标识，因此考虑采取监控措施来解决该问题。

同时使用事件管理器A中的Timer1周期中断和Timer2周期中断，长时间运行中多次出现中断标识位无法正确清除现象，但没有出现过两个中断同时阻塞现象。将Timer1和Timer2互相监控，在两者周期中断函数中分别监视对方的中断标识位，以判断对方是否发生了中断阻塞;如果发现对方未能清除，则主动帮助对方清除中断标识位。

采用了监控措施后，长期拷机试验中未再发生过时钟周期中断长期阻塞现象，有效提高了系统的可靠性。为进一步提高中断标识清除的可靠性，可以在启用事件管理器B的Timer3和Timer4，从而多者之间有效监督。

4.结论

作为一款高性能定点DSP芯片，TMS320F2812具有非常强的应用优越性，但应用中存在外部复位电路接口兼容性欠佳，内部周期中断不能正常喂狗等问题。本文采用高阻缓冲代替原有设计，提高了上电复位、手动复位和内部看门狗复位三者接口兼容性;又针对事件管理器中断标识偶尔无法有效清除的问题，提出了采用多个时钟周期中断相互监控方法，有效提高了喂狗成功的可靠性，减少不必要的复位。通过软硬件改进设计，显著提高了系统的复位可靠性。

参考文献

[1]TMS320F281x Data Sheet（Rev.F）.