CN105676981B - 一种复位电路、工作方法及复位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复位电路、工作方法及复位方法，该复位电路包括：监控单元，用于接收电源电压信号和程序监控信号并在电源电压信号和程序监控信号出现异常时输出复位信号；主控单元，其与JTAG仿真测试接口1连接，用以下载外部发送的程序和进行边界扫描测试并输出程序状态信号；可编程控制单元，其与JTAG仿真测试接口2连接，用以下载外部发送的程序和进行边界扫描测试，接收主控单元输出的程序状态信号并输出程序监控信号给监控单元，且接收复位信号并输出给主控单元。本发明既能监控主控单元的程序运行情况和电源电压的供电情况，实现自动复位解除封锁的功能，也能满足主控单元和可编程控制单元的边界扫描测试需要。

Description

一种复位电路、工作方法及复位方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，涉及一种复位电路及对应的工作方法和复位方法。

背景技术

集成电路系统在供电电源异常或程序跑死时会导致输出信号异常，进而导致外围部件工作异常。因此，需要对供电电源和集成电路中的程序运行状况进行监控来提高系统的可靠性。一般通过设置复位电路来对供电电源和程序运行状况进行监控。当供电电源异常或程序跑死时，复位电路输出复位信号对集成电路系统进行复位，使其程序恢复到最初状态。

随着集成电路的规模越来越大、集成度越来越高，传统的测试方法已经无法高效率、高覆盖率地对这类电路进行测试，从而产生了边界扫描测试技术。该技术具有测试过程简单、覆盖面广、成本低等优点。

现有的复位电路在主控芯片和可编程逻辑器件进行边界扫描测试时，复位电路会输出复位有效信号，使得集成电路中的主控芯片处于复位状态，导致集成电路内部芯片程序无法烧写、边界扫描测试无法进行。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种适用于集成电路系统进行边界扫描测试的复位电路以及对应的工作方法和复位方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种复位电路，包括：

监控单元，其用于接收电源电压信号和程序监控信号，并在所述电源电压信号和/或所述程序监控信号出现异常时输出复位信号；

主控单元，其与JTAG仿真测试接口1连接，用以下载外部发送的程序和进行边界扫描测试，且所述主控单元在其内部程序运行时输出程序状态信号；

可编程控制单元，其与JTAG仿真测试接口2连接，用以下载外部发送的程序和进行边界扫描测试，且所述可编程控制单元接收所述主控单元输出的所述程序状态信号并基于该信号产生所述程序监控信号后输出给所述监控单元；

其中，所述可编程控制单元接收所述复位信号并将该信号输出给所述主控单元用以实现对所述主控单元的复位控制。

根据本发明的一个实施例，所述可编程控制单元设有复位信号开关模块，所述复位信号开关模块在所述主控单元和所述可编程控制单元进行边界扫描测试时断开所述复位信号，所述复位信号开关模块在所述可编程控制单元程序运行后将所述复位信号输出到所述主控单元。

根据本发明的一个实施例，在所述复位信号开关模块的输出端口串联电阻以限制所述可编程控制单元的所述复位信号开关模块输出的复位信号的电流。

根据本发明的一个实施例，所述主控单元设有复位模块用以接收所述复位信号开关模块输出的复位信号以对所述主控单元进行复位控制，且所述复位模块与所述JTAG仿真测试接口1连接以在所述主控单元进行边界扫描测试时对所述主控单元进行复位操作。

根据本发明的一个实施例，所述主控单元设有程序刷写状态模块，所述程序刷写状态模块在所述主控单元的程序刷写完成时输出程序有效信号。

根据本发明的一个实施例，所述可编程控制单元设有判断模块，所述判断模块基于接收的所述程序有效信号来判断所述主控单元的程序刷写是否成功并输出判断结果。

根据本发明的一个实施例，所述主控单元设有程序状态运行监测模块，所述程序状态运行监测模块输出所述程序状态信号用以指示所述主控单元的程序是否运行正常。

根据本发明的一个实施例，所述可编程控制单元设有程序状态信息处理模块，所述程序状态信息处理模块基于所述判断模块输出的所述判断结果、所述程序状态信号和时钟信号形成所述程序监控信号。

根据本发明的一个实施例，所述监控单元设有复位信号产生模块，所述复位信号产生模块基于所述电源电压信号和所述程序监控信号产生所述复位信号以输出给所述复位信号开关模块。

根据本发明的一个实施例，所述监控单元设有复位状态显示模块，用以指示所述主控单元的复位状态。

根据本发明的一个实施例，所述监控单元设有手动复位模块，用以实现手动控制所述复位信号产生模块输出所述复位信号。

根据本发明的一个实施例，所述监控单元设有电源监控模块，当所述电源监控模块检测到所述电源电压信号出现异常时控制所述复位信号产生模块输出所述复位信号。

根据本发明的一个实施例，所述监控单元设有程序监控模块，当所述程序监控模块检测到所述程序监控信号出现异常时控制所述复位信号产生模块输出所述复位信号。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种工作方法，包括以下步骤：

若对主控单元和可编程控制单元进行边界扫描测试，则在主控单元和可编程控制单元刷写程序之前同时进行边界扫描测试；

对所述可编程控制单元进行程序刷写以使所述可编程控制单元能提供程序监控信号和进行逻辑处理；

对所述主控单元进行程序刷写，当所述主控单元输出程序有效信号，则所述可编程控制单元基于所述主控单元的程序状态信号和时钟信号生成所述程序监控信号以对所述主控单元的运行程序进行监控。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种复位方法，包括以下步骤：

在主控单元的程序刷写完成而程序运行异常时，所述主控单元输出程序状态信号给可编程控制单元，所述可编程控制单元基于所述程序状态信号和时钟信号形成程序监控信号输出给监控单元；

所述监控单元基于接收的异常的所述程序监控信号和/或电源电压信号、手动复位模块输出的手动复位指令输出复位信号；

所述可编程控制单元接收所述复位信号并将该信号输出给所述主控单元以实现对所述主控单元的复位控制。

本发明带来了以下有益效果：

本发明既能监控主控单元的程序运行情况和电源电压的供电情况，实现自动复位解除封锁的功能，也能满足主控单元和可编程控制单元的边界扫描测试的需要。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是现有的一种单片机最小系统的复位电路结构图；

图2是根据本发明的一个实施例的复位电路结构图；

图3是根据本发明的一个实施例的工作方法流程图；

图4是根据本发明的一个实施例的复位方法流程图；

图5是根据本发明的一个实施例的监控单元的电路原理图；以及

图6是根据本发明的一个实施例的复位时序图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

如图1所示为现有的一种单片机最小系统的复位电路结构图。如图所示，电源监控芯片具有三路输入信号，其中两路为电源电压的监控输入，用于监控电源电压信号是否异常；另一路为可编程器件输出的看门狗信号，该看门狗信号来自由晶振电路产生并通过可编程器件处理的时钟信号。单片机向可编程器件发出喂狗信号用以监控单片机的程序运行，可编程器件基于喂狗信号输出看门狗信号。当电源监控芯片中的三路输入信号中任一路或多路出现异常时，则电源监控芯片发出复位信号使单片机复位。

如果可编程器件未刷写调试程序，则电源监控芯片因为没有喂狗信号而一直输出复位有效低电平信号，就会使得单片机一直处于复位状态，从而导致单片机程序无法烧写。即使可编程器件刷写了调试程序，当进行边界扫描测试时，可编程器件输出给电源监控芯片的信号会出现异常而导致电源监控芯片一直输出有效的复位低电平信号，就会使得单片机一直处于复位状态，在这种状态下无法对单片机进行边界扫描测试。因此，传统的复位电路存在两个问题：一是必须先刷写可编程器件的调试程序；二是无法满足边界扫描测试的要求。

第一实施例

如图2所示为根据本发明的一个实施例的复位电路结构图。如图所示，该复位电路包括监控单元、主控单元和可编程控制单元三部分。其中，监控单元接收电源电压信号和程序监控信号，当电源电压信号和程序监控信号中的任一路或同时发生异常时输出复位信号。主控单元与JTAG(Joint Test Action Group，联合测试工作组)仿真测试接口1连接用以实现对主控单元的边界扫描测试和内部程序下载。同时，主控单元在其内部的程序运行时输出程序状态信号用以表明其内部的程序运行状况。

可编程控制单元接收监控单元发出的复位信号，并将该复位信号输出给主控单元用以实现对主控单元的复位控制。该可编程控制单元接收主控单元输出的程序状态信号并基于该信号对时钟信号进行处理以形成程序监控信号后输出给监控单元。同时，该可编程控制单元与JTAG仿真测试接口2连接用以实现对可编程控制单元的边界扫描测试和程序下载。

再次如图2所示，该监控单元包括以下几个工作模块：电源监控模块、程序监控模块和复位信号产生模块。其中，电源监控模块用于接收电源电压信号，当电源电压信号出现异常时电源监控模块控制复位信号产生模块产生复位信号。程序监控模块用于接收可编程控制单元输出的程序监控信号，当程序监控信号出现异常时程序监控模块控制复位信号产生模块产生复位信号。

可编程控制单元包括复位信号开关模块和程序状态信息处理模块。其中，复位信号开关模块在主控单元和可编程控制单元进行边界扫描测试时断开复位信号，在集成电路系统正常运行时处于开通状态，即复位信号直通主控单元的复位管脚。可编程控制单元在其内部无程序时阻断监控单元输出的复位有效低电平信号，防止了主控单元一直处于复位状态，从而满足主控单元和可编程控制单元的边界扫描测试要求。程序状态信息处理模块用于接收主控单元发出的程序状态信号，在主控单元内部程序刷写完成后，程序状态信息处理模块基于该程序状态信号对时钟信号进行处理从而产生程序监控信号输出给监控单元。

作为本发明的进一步改进，在复位信号开关模块的输出端口串联电阻用于对该复位信号开关模块输出的复位信号的电流进行限制。复位信号的电压值除以串联电阻的阻值所得的电流值应小于可编程控制单元管脚输出电流的最大值。

主控单元包括复位模块和程序状态运行监测模块。其中，复位模块用于接收可编程控制单元中的复位信号开关模块输出的复位信号。复位模块基于该复位信号对主控单元进行复位控制。程序状态运行监测模块基于程序运行状态和时钟信号输出主控单元的程序状态信号，该信号用以判断主控单元中的程序运行是否正常。

同时，该主控单元中的复位模块还与JTAG仿真测试接口1连接用于对该主控单元进行边界扫描测试时对该主控单元进行复位操作。在对主控单元和可编程控制单元进行边界扫描测试时，复位信号开关模块断开复位信号。

作为对本发明的进一步改进，在主控单元中设有程序刷写状态模块用以表明该主控单元的程序是否刷写成功。对应在可编程控制模块中设有判断模块来对程序刷写状态模块输出的程序有效信号进行判断并输出判断结果。如果判断模块判断主控单元的程序刷写成功，则可编程控制单元的程序状态信息处理模块接收程序状态信号，并基于该程序状态信号产生程序监控信号。

在本发明的一个具体的实施例中，程序状态信号为一定频率的脉冲信号，程序监控信号为看门狗信号。程序状态信息处理模块基于判断模块输出的判断结果和程序状态信号以及时钟信号进行处理进而产生程序监控信号。

作为对本发明的进一步改进，在监控单元中还设有复位状态显示模块，其用于表示复位动作运行情况。在本发明的一个具体的实施例中，该显示模块可设置连接一光电二极管用以显示复位状态。

同时，作为对本发明的进一步改进，在监控单元中还设有手动复位模块，其用于手动控制监控单元输出复位信号用来对主控单元进行复位控制。

复位电路的一种工作方法，该方法可分为以下几个步骤，如图3所示。

在步骤S110中，在主控单元和可编程控制单元刷写程序之前，通过两个JTAG仿真测试接口同时对主控单元和可编程控制单元进行边界扫描测试。此时，主控单元和可编程控制单元均未刷写程序，监控单元没有接收到程序监控信号。监控单元会输出一个低电平复位信号到可编程控制单元，此时，可编程控制单元无程序运行，所以该复位信号无法传输到主控单元的复位模块。此时主控单元的复位模块只受边界扫描测试端口复位管脚的控制，满足边界扫描测试的条件。

在步骤S120中，在边界扫面测试通过之后对电路板进行各种性能测试，需要给主控单元和可编程控制单元刷写调试程序。应先刷写可编程控制单元的程序，使监控单元在可编程控制单元程序刷写之后就可以正常工作，即提供程序监控信号及各种逻辑处理。

在步骤S130中，在系统重新上电之后，刷写主控单元程序且正常运行后，主控单元应输出一个低电平至可编程控制单元，该低电平为程序有效信号。可编程控制单元通过监控该程序有效信号来判断主控单元的程序是否刷写成功。如果刷写成功，可编程控制单元接收主控单元输出的程序状态信号和时钟信号生成程序监控信号以对主控单元的运行程序进行监控。

在本发明的一个实施例中亦可先刷写主控单元程序，再刷写可编程控制单元程序。

一种复位方法，包括以下的几个步骤，如图4所示。

在步骤S210中，在主控单元程序刷写完成而程序运行异常时，主控单元输出程序状态信号给可编程控制单元，可编程控制单元将所述程序状态信号和所述时钟信号处理后形成程序监控信号输出给监控单元，同时，监控单元监控电源电压信号。

在步骤S220中，监控单元基于接收到的异常的程序监控信号、电源电压或手动复位模块输出的手动复位指令来输出复位信号。

在步骤S230中，可编程控制单元接收监控单元输出的复位信号并将该复位信号输出给主控单元来对主控单元进行复位控制。

可编程控制单元在程序刷写之前，其起到断开监控单元的复位信号到主控单元复位模块的通路的作用。

可编程控制单元在程序刷写完成之后，为监控单元提供程序监控信号，即看门狗信号。同时，该看门狗信号受控于三个方面，即程序刷写状态模块、外部时钟信号以及程序状态运行监测模块。在以下三种情况下可编程控制单元不会输出看门狗信号：一是程序刷写状态模块输出有效信号(主控单元程序刷写完成)而主控单元程序运行异常时；二是时钟信号异常时；三是以上两种情况同时发生。

第二实施例

如图5所示为监控单元的一个具体实施例的电路原理图。如图所示，该监控单元的主体芯片D2的引脚SENSE1和引脚SENSE2接收电源电压信号，引脚WDI接收程序监控信号。当引脚SENSE1和引脚SENSE2监控的任意一个电压低于其设定的门限电压时，或引脚WDI对应的程序监控信号消失到设定的时长时，复位管脚

会输出一个预定时长的低电平。同时引脚RESET会输出一个高电平信号以显示复位状态，在该实施例中，在复位动作进行时，引脚RESET连接的二极管会发光。同时，该电路提供手动复位功能，程序刷写完成后无需重新上电复位，可通过使用导体短接JRST1的引脚1和引脚2使监控单元的管脚

拉到低电平，监控单元输出复位有效信号，实现主控单元的复位功能。具体的复位时序图如图6。

如图6所示，其中(a中纵轴表示监控单元中主体芯片的引脚SENSE1或引脚SENSE2接收到的电源电压值，V_(nom)表示对应引脚接收的正常电源电压信号，V_(IT-)表示该引脚的门限电压信号，横轴表示时间。当电源电压值低于V_(IT)时，如(d中的复位引脚

就会输出一个用于复位的低电平信号，其中td表示时延。如(b中所示，当进行手动复位时，将

保持低电平到预定的时长可实现手动复位。如(c中所示，当监控单元接收到的程序监控信号消失达到预定的时长t_t(out)时，复位引脚

就会输出一个用于复位的低电平信号。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种复位电路，包括：

监控单元，其用于接收电源电压信号和程序监控信号，并在所述电源电压信号和/或所述程序监控信号出现异常时输出复位信号；

主控单元，其与JTAG仿真测试接口1连接，用以下载外部发送的程序和进行边界扫描测试，且所述主控单元在其内部程序运行时输出程序状态信号，其中，所述主控单元设有程序刷写状态模块，所述程序刷写状态模块在所述主控单元的程序刷写完成时输出程序有效信号；

可编程控制单元，其与JTAG仿真测试接口2连接，用以下载外部发送的程序和进行边界扫描测试，且所述可编程控制单元接收所述主控单元输出的所述程序状态信号并基于该信号产生所述程序监控信号后输出给所述监控单元，其中，所述可编程控制单元设有判断模块和程序状态信息处理模块，所述判断模块基于接收的所述程序有效信号来判断所述主控单元的程序刷写是否成功并输出判断结果，所述程序状态信息处理模块基于所述判断模块输出的所述判断结果、所述程序状态信号和时钟信号形成所述程序监控信号，其中，当所述判断结果为刷写成功时，所述程序状态信息处理模块基于所述程序状态信号和时钟信号形成所述程序监控信号；

其中，所述可编程控制单元接收所述复位信号并将该信号输出给所述主控单元用以实现对所述主控单元的复位控制。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述可编程控制单元设有复位信号开关模块，所述复位信号开关模块在所述主控单元和所述可编程控制单元进行边界扫描测试时断开所述复位信号，所述复位信号开关模块在所述可编程控制单元程序运行后将所述复位信号输出到所述主控单元。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，在所述复位信号开关模块的输出端口串联电阻以限制所述可编程控制单元的所述复位信号开关模块输出的复位信号的电流。

4.如权利要求1-3中任一项所述的电路，其特征在于，所述主控单元设有复位模块用以接收所述复位信号开关模块输出的复位信号以对所述主控单元进行复位控制，且所述复位模块与所述JTAG仿真测试接口1连接以在所述主控单元进行边界扫描测试时对所述主控单元进行复位操作。

5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述主控单元设有程序状态运行监测模块，所述程序状态运行监测模块输出所述程序状态信号用以指示所述主控单元的程序是否运行正常。

6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述监控单元设有复位信号产生模块，所述复位信号产生模块基于所述电源电压信号和所述程序监控信号产生所述复位信号以输出给所述复位信号开关模块。

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述监控单元设有复位状态显示模块，用以指示所述主控单元的复位状态。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述监控单元设有手动复位模块，用以实现手动控制所述复位信号产生模块输出所述复位信号。

9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，所述监控单元设有电源监控模块，当所述电源监控模块检测到所述电源电压信号出现异常时控制所述复位信号产生模块输出所述复位信号。

10.如权利要求9所述的电路，其特征在于，所述监控单元设有程序监控模块，当所述程序监控模块检测到所述程序监控信号出现异常时控制所述复位信号产生模块输出所述复位信号。

11.一种如权利要求1至10中任一项所述的复位电路的工作方法，包括以下步骤：

若对主控单元和可编程控制单元进行边界扫描测试，则在主控单元和可编程控制单元刷写程序之前同时进行边界扫描测试；

对所述可编程控制单元进行程序刷写以使所述可编程控制单元能提供程序监控信号和进行逻辑处理；

对所述主控单元进行程序刷写，当所述主控单元输出程序有效信号，则所述可编程控制单元基于所述主控单元的程序状态信号和时钟信号生成所述程序监控信号以对所述主控单元的运行程序进行监控，其中包括：所述主控单元在所述主控单元的程序刷写完成时输出程序有效信号，所述可编程控制单元基于接收的所述程序有效信号来判断所述主控单元的程序刷写是否成功并输出判断结果，并基于所述判断结果、所述程序状态信号和时钟信号形成所述程序监控信号，以对所述主控单元的运行程序进行监控，其中，当所述判断结果为刷写成功时，所述程序状态信息处理模块基于所述程序状态信号和时钟信号形成所述程序监控信号。

12.一种如权利要求1至10中任一项所述的复位电路的复位方法，包括以下步骤：

在主控单元的程序刷写完成而程序运行异常时，所述主控单元输出程序状态信号给可编程控制单元，所述可编程控制单元基于所述程序状态信号和时钟信号形成程序监控信号输出给监控单元；

所述监控单元基于接收的异常的所述程序监控信号和/或电源电压信号、手动复位模块输出的手动复位指令输出复位信号；

所述可编程控制单元接收所述复位信号并将该信号输出给所述主控单元以实现对所述主控单元的复位控制。

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