看门狗设计选型(SGM706)
以SGM706B为例进行对看门狗电路的设计分析
前言
依稀记得第一次接触看门狗的时候一脸懵逼,比如突然就接触到“喂狗、狗叫”。到现在虽然接触了不少,但真没仔细研究过,决定写篇文章汇总一下,如有错误请诸君不吝赐教。就以圣邦微旗下的SGM706为例,来进行粗浅的分析吧!
看门狗原理
看门狗(Watchdog Timer,WDT)是一种用于监测系统运行状态的硬件模块,其核心功能是通过定时复位机制确保系统在异常情况下恢复运行,因此包括了定时器的输入(即喂狗)和复位输出。作用就是防止程序发生死循环,或者设备死机:若系统因死循环、程序跑飞等原因未及时喂狗,看门狗计数器溢出,强制重启设备。
SGM706芯片使用分析
此芯片不仅提供独立的看门狗监控电路,还能够监控电源故障、电池电量低等状态。
首先是看门狗的功能,就是由外部芯片发送固定周期的信号给其内部的定时器,当超出设定的时间(该芯片为1.6s)没有给出信号,不论电平是长时间高还是低,都会触发复位引脚,实现对外部芯片的复位。定时器的原理类似于RC充电回路,长时间的故障导致设定的阈值,就会使终端的MOS导通,输出一段低电平脉冲(本例为200ms)。参考定时器实用电路的原理,后续有时间再单独整理下定时器的内容。
至于电源故障的监控等功能,本质是对低电压的检测。原理是通过PFI(即Power-Fail Voltage Monitor Input Pin)引脚进行检测,当低于设定的电压1.25V,nPFO(即Power-Fail Output Pin)引脚就会拉低。此芯片还可实现对负压的检测,实现方式见图2,正常时nPFO为低电平,当负轨降级 (较小幅度的负电压) 时,该引脚变为高。影响电路准确度的因素则包括PFI的阈值,VCC的稳定性和电阻精度。
关于选型
首先自然是供电电压VCC能不能满足要求,用作看门狗时要考虑故障的时间是否满足设计的需求(即喂狗超时时间tWD),用作电源监控时要根据PFI管脚阈值来确定分压电阻的大小,功率如果还有要求就要额外考虑供电电流(Isupply,一般比较低)(见图3)。当然还要适当根据手册进行原理上的增删,辅之以合理的布局走线,才能更好地发挥器件的作用。
对于看门狗,个人的理解就是真的恰如其名了。主人家(也就是核心芯片)要隔一段时间给家犬喂食,当时间过久,狗子就会饿,便会不停地叫,也在间接说明主人家可能遇到什么问题了,需要去检查一番了。
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