CPU Supervisor基础知识

基本的CPU监控器监视处理器的V(CC)，并在V(CC)低于预定的水平V(CCTP)时重置处理器。V(CCTP)一般比标称V(CC)值低5-20%。此功能防止处理器在V(CC)低于处理器指定的电压供应范围时运行。大多数CPU监控程序还提供复位延迟，在V(CC)达到其指定值后，复位延迟使处理器的复位线保持活动状态几毫秒。这允许复位在为外设准备好通信的处理器供电后短时间内保持活动状态，并且在处理器开始执行之前为电源稳定提供了机会。

这些功能本身有助于产生一个相当健壮的电力监测系统;但是，当电源故障时仍然会出现问题，因为一旦V(CC)低于V(CCTP)，复位线将立即设置为活动。由于没有警告信号允许处理器保存重要数据并达到安全状态，因此无法确保系统为复位做好准备。

电压检测输入

CPU监控器内的电压检测输入是具有内部温度和电压补偿参考的比较器。内部参考电压(在下面的方程式中以V(REF)表示)通常为1.25V或2.5V。通过使用带有外部分压器的电压检测输入，监控器可以提供可调跳闸电平监视器，可以检测高电压。图1显示了一个经典的无迟滞电压监测器。在这个电路中，当V(In)下降到V(In)跳闸电平(V(INTP))以下时，不可屏蔽中断输出(“NMI-bar”)被断言，使用公式1计算。

在利用稳压器从上游电源产生微处理器的V(CC)的系统中，可以使用带有电压检测输入的CPU监控器来监控上游电源。当上游电源电压开始下降时，在微处理器稳压输出超出规格之前检测到。这为微处理器准备即将发生的电源故障提供了时间。

在达拉斯半导体公司的CPU管理器上，电压检测输入通常被标记为IN，而它们对应的输出(打算路由到微处理器的不可屏蔽中断输入)被标记为“NMI-bar”。应该指出的是，这些设备的“NMI-bar”输出并不总是互补输出。例如，DS1831具有开路漏极输出，并且在“RST-bar”和“NMI-bar”上都需要一个上拉电阻。带有电压检测输入的监控器列表见图2。

增加迟滞到CPU监视器电压检测输入

Dallas Semiconductor的CPU监控器上的电压检测输入不提供任何内部迟滞，但是通过添加一个反馈电阻(如图3所示)，可以添加迟滞。方程2和3计算添加迟滞后的V(IN)跳闸点。电压高于V(INTP_PG)将导致“NMI-bar”失效，因为电源处于适当的水平。电压低于V(INTP_PF)将断言“NMI-bar”表示电源故障。公式4计算了反馈电阻加到电路中的迟滞量。这表明，减少反馈电阻的值将增加迟滞量。图4显示了迟滞作为V(IN)的函数。

示例电路显示了一个MAX1615稳压器，配置为使用其5/“3-bar”输入提供5.0V电源。稳压器的电压输入V(IN)由DS1707的电压检测输入(DS1707的V(REF) = 1.25V，典型)监测。DS1707由图3所示的电阻配置，允许在V(in) >V(intp_pg) = 8.32v。当V(IN) <V(INTP_PF) = 8.04V，“NMI-bar”输出将断言，以通知处理器V(IN)电源故障。这种设置提供280mV的迟滞，以防止“NMI-bar”输出在V(in)可能是中等噪声的情况下，在长时间保持在监测跳闸点附近时抖动。除了监控V(In)外，DS1707还监控MAX1615的输出(V(CC))，以确保其保持在DS1707的5.0V 10%跳闸水平之上。

处理“NMI-bar”中断

在这种情况下，“NMI-bar”中断的目的是确保处理器在上游电源故障时优雅地关闭自己，这将最终导致3.3V/5V电源故障。一种简单的方法是保存应用程序的所有数据，使应用程序处于安全状态，然后停止执行，直到恢复供电。图5显示了完成此任务的伪代码。

图5。“NMI-bar”中断服务程序的伪代码

• 保存应用程序的数据

• 关闭应用程序(将系统置于安全关机状态，通知用户，…)

• 如果(“NMI-bar”比;= 1)
  然后电源已恢复:继续执行您离开的地方或重新启动应用程序
  其他的上游电源仍低于脱扣水平:继续轮询“NMI-bar”，直到3.3V/5V电源失效或上游电源恢复到脱扣水平以上。

如图5所示，可以轮询“NMI-bar”引脚，以确定电源是否已恢复或仍低于跳闸电平(V(INTP_PG))。如果它低于跳闸电平，则可以表示V(IN)仍在下降，但处于足够高的电压水平，稳压器可以保持V(CC)，或者电源处于“棕断”状态。如果它下降得足够远，调节器将不再能够在DS1707的容差范围内向系统提供V(CC)，这将复位处理器。如果上游电源恢复到高于(V(INTP_PG))，应用程序可以根据系统的需求从开始或停止的地方重新启动。在编写此算法时要记住的关键事项是情况的时机。当电源故障时，处理器保存数据并达到安全状态所需的时间将取决于系统。因此，该算法应该尽可能短，并进行广泛的测试，以确保该例程将关闭应用程序，并在DS1707关闭应用程序之前轮询“NMI-bar”引脚，因为V(CC)已经失败。

结论

迟滞可以通过利用反馈电阻添加到任何电压感测输入。如果输入电压在跳闸点附近徘徊，则迟滞可以防止CPU管理器的“NMI-bar”输出因噪声而抖动。这提高了“NMI-bar”输出信号的质量，该信号被用作电源故障的早期预警。当处理器接收到“NMI-bar”中断时，它可以保存关键数据并达到定义状态，然后随着电压继续下降而最终复位。通过允许处理器每次在电源故障之前达到相同的安全状态，系统在电源故障条件下的行为变得可预测和可靠。