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類指令，以減小對原始數據破壞的可能性，從而為程序復執(zhí)創(chuàng)造條件。例如在備份數據Treh到Tbkh時，先將Treh送tmp1，然后將數據由tmp1送到備份Tbkh，再校驗Tbkh與Treh是否一樣。若不一樣，就重作備份。采用的部分程序如下：
MOVtmp1, Tbkh85 53 19
MOVA, tmp1E5 19
XRLA, Treh65 4C
JNZtbkp70 F1
其中“MOV A, tmp1”仍有破壞tmp1的可能性，但tmp1是Treh的拷貝，壞了可重做；“XRL A, Treh”有可能破壞Treh，但已無法作其他選擇。
在硬件抗干擾方面，有許多專用的電源監(jiān)控芯片，如TL7705等，但是它們只適合在較慢的電源擾動下使用。對于直流電源的跌落干擾，MCU根本來不及作現場的保護工作，所以它不是解決快速干擾問題的辦法。
在F0中使用的辦法也不盡完善，一般單片機線路中還有很多外圍線路，例如F0中的光耦，3個光耦同時導通時要消耗約50 mA的電流，它們形成的動態(tài)電阻很小，發(fā)生電源跌落時，并聯于MCU的解耦電容對此電阻放電，無法保證MCU正常工作的額定電壓。如在MCU電源中串接高頻二極管，就會引起額外的電源消耗，在低功耗的應用中也會形成新的缺點。有些功能強大的MCU本身功耗就大，容許的電源變化范圍小，能否依靠解耦電容對抗電源跌落還需要檢驗。綜上所述，軟件解決辦法不徹底，硬件解決辦法也有很多缺點與限制。
3 MCU要增加的功能
由于干擾而使指令出錯的問題不是Watchdog能解決的，特別是造成源數據錯時，程序復執(zhí)也不能糾正錯誤的結果。程序設計者要在現成的指令體系中找到對源數據危害性概率最小的指令不容易。即使找到，也不能保證指令在有多bit跳變時源數據不錯。另外，有些指令錯誤也可能破壞其他處的數據。利用破壞數據概率最小的指令設計程序也不是好辦法，它既耗ROM空間，又費運行時間。
增大指令的Hamming距離可以改善這一情況。例如，給指令增加一到數位校驗位，一旦指令通不過校驗，就不執(zhí)行，并重新取指。這樣，問題就有可能在產生后果前解決。就目前MCU的設計與生產水平而言，在技術與成本上這種增加不會有很大困難。雖然這一辦法在添加的校驗位有限時仍會有一定出錯概率，但這種概率可以小到能接受的程度。
為了更為可靠，作校驗的線路可有某種冗余。連續(xù)重取指可能反映有其他故障，應通過某種方式通知應用層。為了不打擾程序設計者，這些指令的添加位應該在寫入ROM時自動生成，這樣就不會產生與現有產品的兼容性問題。
在早期的MCU應用中，Watchdog是外置的，后來都集成到MCU里面去了。如果實現上述功能，MCU的抗干擾能力會更強，Watchdog可能就不需要了。軟件的可靠性分析就可以將程序走飛和數據的完整性問題分割出來加以處理，軟件部分更專注于邏輯分析，意義深遠。
楊福宇(高級工程師)，長期從事工業(yè)自動化儀表設計與自動化系統(tǒng)工程應用，主要研究方向為工控、現場總線與汽車電子。 |
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