摘要：在數字信號處理器的應用系統設計中，復位處理是一個最基本又極為關鍵的問題。闡述DSP系統監控芯片的選擇與使用要點，討論如何保證DSP系統運行的實時性。

    關鍵詞：數字信號處理器 復位 看門狗 實時性

引 言

　　硬件監控芯片作為提高系統可靠性的一種重要手段，在單片機和數字信號處理器（DSP）的應用系統設計中得到了廣泛的應用。對于有一定單片機應用經驗的設計人員來說，在開始進行DSP系統的設計時，往往會根據經驗使用在單片機系統中常用的監控芯片，如MAX706、MAX1232等。但是，由于DSP自身一些有別于單片機的特點，特別是在實時性要求比較高的情況下，完全照搬單片機系統中使用監控芯片的經驗是不合適的。

　　下面結合使用德州儀器公司出品的定點DSP芯片TMS320F206（簡稱F206）在電力故障錄波器中的設計體會，詳細探討DSP系統硬件監控芯片的選擇、對系統運行實時性的影響和需要注意的問題。

1 DSP復位的特點以及對監控芯片的要求

　　在進行討論之前，有必要簡單介紹F206的復位特點。對于F206而言，復位是不可屏蔽的外部中斷（中斷矢量地址0000H），隨時可用它將F206置于一種已知狀態。復位是優先級別最高的中斷，一般在加電后芯片處于未知狀態時對其復位。因為復位信號中止存儲器操作并初始化各硬件狀態位，所以每次復位后系統應重新運行初始化程序。

　　在嚴格的意義上，F206的復位源只有1個，即復位引腳RS產生1個低電平脈沖信號，使芯片復位。為使系統在加電后能正確工作，RS端的低電平有效時間至少需要6個時鐘周期。F206鎖存復位脈沖并產生足夠長的內部復位脈沖以確保芯片復位。在RS上升沿后16個周期，芯片完成對硬件的初始化并從0000H 單元開始執行第1條指令，通常這里是一條分支到系統初始化程序的跳轉指令。

　　由于F206的工作時鐘頻率較高，加之電力故障錄波器運行環境的電磁干擾比較嚴重，為保證設備的正常運行，必須設置硬件監控功能。

　　與主要用于控制領域的TMS320F24X系列芯片不同，F206芯片中并沒有內置看門狗功能，所以只能使用外部硬件監控電路。在一些DPS的相關設計資料中經常使用MAX706或MAX1232硬件監控芯片，其中MAX706具有時間長達1.6 s的看門狗定時器功能，MAX1232的看門狗定時器時間則為0.2～ 1.6 s可調；此外，還具備上電復位和電源監控功能。

　　但是，根據我們的設計經驗和對系統運行的仔細分析，使用MAX706等類似的許多硬件監控芯片存在2個需要注意的問題：第一，看門狗定時器的時間過長，MAX706的典型時間為1.6 s，也就是說，當DSP中的程序運行產生錯誤時，MAX706要在 1.6 s（相當于80個工頻周期）后才能發出復位信號。第二，監控芯片輸出的復位信號脈沖寬度過大，MAX706的典型值為200 ms（相當于10個工頻周期），這主要是為了兼顧上電復位時對晶振100~300 ms穩定期的要求。

　　因此，從程序運行產生錯誤到DSP芯片完成復位，將有共計1.8 s的非受控時間，這對于對實時性要求很高的電力故障錄波器來說是不能忍受的。如果在此期間電網發生故障，錄波器將無法作出正確的反應。很顯然，必須尋找一種具有適合看門狗定時器時間和復位脈沖寬度的硬件監控芯片。

　　在這里，必須明確對看門狗定時器時間的選擇條件。在程序設計中，為了保證硬件監控效果，不宜過多地設置對看門狗芯片的操作，一般應在程序循環的關鍵部位設置1～2處對看門狗芯片的觸發操作。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即可。在基于F206的故障錄波器中，需時最長的程序循環包含1個16點的FFT運算，整個程序循環的總時間小于2 ms。

　　由此看來，硬件監控電路的看門狗