嵌入式系统的掉电保护方案设计

在系统中，需要使用5V和3.3V的直流稳压电源。其中,S3C4510B及部分外围器件需3.3V电源，另外部分器件需5V电源。为简化系统电源电路的设计，要求整个系统的输入电压为高质量的5V的直流稳压电源。有别于一般的电源回路设计，本系统的电源回路设计过程中增加了有关掉电保护的设计。包含这个设计的系统电源电路如图2所示。

这个电源回路除了可以提供5v和3.3v的电源以外，还为系统掉电保护提供了延时及预警功能，通过软件的配合可以实现系统的掉电保护机制。正常情况下，由供电回路1给整个系统供电。当系统由于意外原因掉电时，由于输入的比较电压降低，这样MAX809 模块输出电压产生翻转为系统提供掉电中断预警信号，中断请求通过外部中断引脚XREQ0产生;同时供电回路2开始启用。通过大电容C3、c4放电，继续为系统提供一段供电电压，支持掉电中断服务程序完成。供电回路2只给最小系统供电，并不给耗电量大的外围部件供电。这样，给最小系统的供电时间足够长，可以完成敏感数据的保护操作。

通过软件测算，电容放电可供最小系统工作时间在0.5～4.5S之间。这种测算方法很简单.编写一个掉电中断服务子程序，这个程序只是不断进行时间刷新操作。同样，可以通过软件测定在这段时间里向Flash擦写2～3MB。可见，在采用这种硬件体制的情况下，系统掉电保护能够得到可靠的保证。

3 掉电信号处理软件方法的实现

在μClinux系统下，掉电信号的捕捉有两种方式可以进行。一种是运用系统调用，即采用void(*signal(intslg，void(*func)(int)))(int)。这个函数可以为特定的中断信号安排制订的执行函数，用参数func传递。在μCllnux中，共有31个系统中断信号，其中掉电信号为SIGPWR。假设掉电中断服务处理程序为void interrupt-service(int)，则中断服务与信号关联的方式为：signal(SIGPWR，interrupt_service)。这种方式充分利用系统调用，实现简单。在掉电保护方案设计初期也是采用这种机制。但事实证明这种机制并不可靠，其原因是Linux内核产生和管理信号的机制并不完善，有可能存在信号丢失。查阅有关Unix或L1nux的相关资料，可以发现这种状况也普遍存在于某些其他版本的Linux和Unix中。

另一种方式是采用守候进程的方式，开通一个进程，此进程专门等待中断信号。主程序根据数据操作对象的不同，将自己的流程方案划分成若干原子操作，所谓原子操作即划定的程序块要么完全执行，要么不执行。每个操作对应惟一状态标志。在每个原子操作前，主进程都将会通过管道通信的方式阅读中断信号。如果中断信号产生，主进程首先保存状态标志，然后将相关数据写往Flash后退出，电源恢复后，主进程首先根据标志字确定系统恢复方案。图3用流程图的方式实现这一过程。