ZYNQ硬件复位管脚和软件看门狗复位

已于 2023-11-07 13:32:04 修改
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分类专栏： ZYNQ:FPGA_AXI_ARM 文章标签： 硬件架构
于 2023-08-11 00:22:46 首次发布
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问：实际应用中，是不是PS_SRST_B必须，但是POR不是必须？

答：POR是必须有的，不然只能掉电复位，POR都是画上的。POR是整个芯片最高级复位，就是整个芯片都会复位。PS支持外部上电复位信号。上电复位是整个芯片的主复位。此信号复位设备中能够重置的每个寄存器。

ZYNQ有两种复位模式：POR和none POR。作用域如下：

1，POR复位将会复位整个系统，通过PSPOR B管脚产生。

2，none POR复位，并不会复位所有的寄存器，可以通过PSSRST_B管脚，或者系统内部复位，如看门狗复位。

Program_B只操作PL，会初始化PL。PL需要重新加载，Program_B信号由高到底变化时，可以初始化PL，PL初始化时定义INIT_B管脚，初始化完成后，该管脚作为浮高开漏处理。

PS_SRST_B（External System Reset）功能和POR类似，主要用于系统软件调试过程，上电复位删除所有调试配置，外部系统复位允许用户复位设备内的所有功能逻辑，而不干扰调试环境。

例如：用户先前设置的断点在外部系统重置后仍然有效。当PS_SRST_B保持低位时，所有PS I/O都保持在三态。出于安全考虑，系统重置会删除PS中的所有内存内容，包括OCM，PL也在系统复位中复位，系统复位不会重新采样引导模式分配引脚。

PS网口可以挂在挂PS_SRST_B上电自动复位，给了

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Zynq7000 SoC器件中的复位系统包括由硬件、看门狗定时器、JTAG控制器和软件生成的复位。
ZYNQ的复位信号中interconnect_aresetn和peripheral_aresetn复位的区别
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Zynq 7000设备的启动需要正确的电压序列和I/O引脚控制。BootROM的流程由复位类型、启动模式引脚设置以及启动映像来控制。BootROM对所选启动设备的引脚连接有特定的要求。
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1、介绍 \quad复位系统包含由硬件、看门狗、JTAG控制器和软件生成的复位。硬件复位包含上电复位PS_POR_B和外部系统复位PS_SRST_B。 \quad在PS端有三个看门狗复位。 \quadJTAG复位只有在DBUG时候才能生成。 \quad软件复位是软件生成的子模块或系统级复位。 2、复位逻辑图 3、启动流程 1）完整复位顺序如上图所示。前两个步骤由外部系统控制，PS逻辑仅在电源接通复位(POR)被释放时才开始响应。当PS运行时，任何类型的复位都可以在POR之后发生。这些重置将在各自的位置插
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例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。
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在开发过程中，软复位是一个重要的概念，它可以帮助我们有效地重置FPGA的状态。需要注意的是，软复位只会重置FPGA的状态，而不会对硬件电路进行任何更改。因此，在使用软复位之前，我们需要确保FPGA中的逻辑电路可以正确地响应复位操作。此外，我们还可以根据具体的应用需求，对软复位进行更复杂的扩展和优化。总结起来，通过使用Zynq系统上的软复位，我们可以有效地重置FPGA的状态。在本文中，我们提供了一个简单的示例代码，演示了如何在Zynq上进行软复位。首先，我们定义了软复位寄存器的基地址和控制位的掩码。
ZYNQ从放弃到入门（六）- 专用看门狗
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ZYNQ-Utlscale-RFSOC 看门狗的程序网上里程很少，开源资料也是几乎没有，最近需要用到这个功能，来来回回搞了一周才搞定。刚开始参考ZYNQ7000的资源，发现MPSOC不适用。很感谢下面的几篇文章，给我很大的 帮助，我也是整合他们的代码，完成了该功能。
ZYNQ+Vivado2015.2系列（十）MIO/EMIO再识，MIO的引脚“复用”，EMIO当作PS的接口连接PL
ChuanjieZhu
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前面我们介绍过EMIO，但是不详细。MIO是PS的IO接口，这个M代表的是Multiuse，也就是多用途，在下图中我们可以看到54个MIO连接这么多东西，必须得复用，所以当我们开发的时候需要的功能配置上，不需要的去掉，防止IO口被占用。 板子用的是zc702。   下面我们双击ZYNQ核： 我们到MIO的配置里，把其他的勾都去掉，去GPIO里看看：   这些都是使用其默认连接的...
如何用max706给zynq设计看门狗复位
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<think>我们之前已经讨论了使用MAX706为ZYNQ提供复位信号的基本方法。现在用户明确要求设计看门狗复位功能，因此需要利用MAX706的看门狗定时器功能来实现。 根据引用[1]和[2]，ZYNQ本身也有看门狗定时器（SWDT），但用户希望使用外部MAX706的看门狗来复位整个系统（包括ZYNQ）。 引用[3]提到核心板有复位按键和复位芯片，且复位信号连接到PS_POR_B（上电复位）和PL侧的复位管脚，这个复位信号可以被外部复位电路（如MAX706的看门狗输出）驱动。 设计思路： 1. MAX706的看门狗功能需要由ZYNQ的GPIO定期“喂狗”（即触发MAX706的WDI引脚），如果程序跑飞无法喂狗，则MAX706的复位引脚会输出低电平复位信号。 2. 将MAX706的复位输出连接到ZYNQ的复位输入（如PS_POR_B或SYS_nRST_I，根据引用[3]）。 3. 在ZYNQ中编写程序，定期通过某个GPIO引脚给MAX706的WDI引脚一个脉冲（先高后低或先低后高，具体看MAX706要求）。 具体步骤： 步骤1：硬件连接 - MAX706的电源：VCC接3.3V（注意，如果ZYNQ系统是3.3V，则MAX706也使用3.3V供电，避免电平转换） - MAX706的GND接系统GND - MAX706的复位输出（RESET）连接到ZYNQ的复位输入（如核心板的SYS_nRST_I，引用[3]提到此信号是3.3V，且连接到PS_POR_B） - MAX706的看门狗输入（WDI）连接到ZYNQ的一个GPIO（如MIO0，需在硬件设计时确定） - MAX706的MR（手动复位）可以接一个按键到地，实现手动复位（可选） 步骤2：MAX706看门狗配置 - MAX706的看门狗定时器超时时间由外部电容决定（具体参考MAX706数据手册）。典型连接：在WDI和GND之间接一个电容，电容值决定超时时间。计算公式为： $$ t_{WD} = 1.6 \times 10^5 \times C_{WDI} $$ 其中，$ C_{WDI} $的单位为法拉（F），$ t_{WD} $单位为秒（s）。例如，使用0.1μF电容，则超时时间为： $$ t_{WD} = 1.6 \times 10^5 \times 0.1 \times 10^{-6} = 0.016s = 16ms $$ 这个时间通常太短，我们可以选择更大的电容，例如1μF（超时时间160ms）或10μF（1.6s）。根据系统需求选择。 注意：实际设计时，请以MAX706数据手册为准，不同型号可能有差异。 步骤3：ZYNQ软件设计 - 在ZYNQ的应用程序中，需要定期翻转连接到MAX706的WDI引脚的GPIO（即喂狗）。喂狗周期必须小于MAX706的看门狗超时时间。 - 例如，如果超时时间为1.6秒，则喂狗间隔应小于1.6秒（建议小于1秒）。 - 示例代码（基于裸机或Linux用户空间）： ```c // 假设WDI连接的GPIO为MIO0 #define WDI_GPIO 0 // 具体GPIO号根据硬件设计 // 初始化GPIO void init_gpio() { // 配置MIO0为输出 // 具体寄存器操作或使用Xilinx SDK的GPIO驱动 } // 喂狗函数（翻转WDI引脚） void feed_dog() { // 写高 // 写低（或者反过来，取决于MAX706要求的触发方式） // 注意：MAX706的WDI要求电平变化，所以需要翻转 // 具体操作：先读当前状态，然后写相反状态 unsigned int current_val = read_gpio(WDI_GPIO); write_gpio(WDI_GPIO, !current_val); } int main() { init_gpio(); while(1) { // 业务代码 // ... // 喂狗 feed_dog(); // 延时，注意喂狗间隔要小于看门狗超时时间 delay_ms(900); // 如果超时时间为1.6s，则900ms喂一次 } return 0; } ``` 步骤4：测试 - 在程序中故意停止喂狗，观察系统是否复位（比如点亮一个LED，然后停止喂狗，看LED是否熄灭并重新开始初始化过程）。 注意事项： - 电平匹配：MAX706工作电压与ZYNQ的GPIO电压要一致（3.3V）。 - 复位信号驱动：MAX706的RESET输出是开漏输出（根据数据手册），因此需要上拉电阻（通常10kΩ）到3.3V。但有些MAX706型号是推挽输出，请查阅数据手册确认。 - 复位信号宽度：MAX706复位脉冲宽度固定（通常200ms），符合ZYNQ的复位要求（一般要求几十毫秒以上）。 - 多个复位源：如果系统还有其他复位源（如按键），可以将其连接到MAX706的MR（手动复位）引脚，这样按键复位也会触发MAX706产生复位脉冲。 引用说明： - 使用MAX706看门狗复位整个ZYNQ系统，通过GPIO喂狗，当程序跑飞时无法喂狗，MAX706输出复位信号给ZYNQ的复位引脚（如PS_POR_B）[^3]。 - 喂狗程序需要周期性地翻转WDI引脚，翻转周期小于看门狗超时时间[参考MAX706数据手册]。 相关问题： - 如何设置MAX706的看门狗超时时间？ - 在ZYNQ中，如何通过GPIO控制外部看门狗芯片？ - 如果系统进入低功耗模式，看门狗喂狗策略需要如何调整？ </think>### 使用MAX706为ZYNQ设计看门狗复位的方法 MAX706是一款集成电源监控和看门狗功能的芯片，可为ZYNQ提供可靠的硬件级复位保护。以下是详细设计方法： --- #### 一、硬件连接设计 1. **核心信号连接** - MAX706的`RESET`输出（低电平有效） → ZYNQ的`PS_POR_B`（主复位输入，低电平有效）[^3] - MAX706的`WDI`（看门狗输入） → ZYNQ的GPIO引脚（如MIO0） - MAX706的`MR`（手动复位） → 外部按键（可选，用于手动触发复位） ```plaintext +----------------+ +----------------+ | MAX706 | | ZYNQ 7000 | | | | (XC7Z010/20) | | VCC --- 3.3V --+--------+ VCC_PS(3.3V) | | GND -----------+--------+ GND | | RESET ---------+-------> PS_POR_B (W27) | | WDI <----------+-------- MIO0 (GPIO) | | MR ---[按键]--| | | +----------------+ +----------------+ ``` 2. **电平与驱动配置** - 所有信号使用**3.3V电平**（与ZYNQ的PS Bank匹配）[^3] - `RESET`输出端添加**10kΩ上拉电阻**确保默认高电平 - 若驱动多设备，需增加**缓冲器**(如74LVC1G125) --- #### 二、看门狗工作原理 1. **超时机制** MAX706看门狗定时器需在超时前收到ZYNQ的喂狗信号（电平跳变）。超时时间由外部电容$C_{WD}$决定： $$t_{WD} = 1.6 \times 10^5 \times C_{WD}$$ 例如$C_{WD}=100nF$时，$t_{WD}=16ms$（根据需求调整电容值）。 2. **工作流程** ```mermaid graph TD A[ZYNQ程序运行] --> B{定期翻转GPIO} B -->|电平跳变| C[MAX706 WDI接收信号] B -->|超时未跳变| D[MAX706 RESET拉低] D --> E[ZYNQ强制复位] ``` --- #### 三、ZYNQ软件实现 1. **GPIO配置**（Vivado SDK示例） ```c #include "xgpiops.h" // 初始化GPIO（MIO0为喂狗引脚） XGpioPs_Config *gpio_config; XGpioPs gpio; gpio_config = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_PS7_GPIO_0_DEVICE_ID); XGpioPs_CfgInitialize(&gpio, gpio_config, gpio_config->BaseAddr); // 设置MIO0为输出 XGpioPs_SetDirectionPin(&gpio, 0, 1); XGpioPs_SetOutputEnablePin(&gpio, 0, 1); ``` 2. **喂狗程序**（需在中断或主循环中调用） ```c void feed_watchdog(XGpioPs *gpio) { static u8 state = 0; state = !state; // 电平翻转 XGpioPs_WritePin(gpio, 0, state); } ``` 3. **看门狗集成到系统** - 裸机程序：在主循环中添加喂狗调用，间隔需**小于$t_{WD}$** - Linux驱动：通过内核定时器实现（参考引用[^4]的看门狗保护机制） --- #### 四、关键设计要点 1. **复位信号同步** - MAX706的复位脉冲宽度（典型200ms）需**覆盖ZYNQ初始化时间** - 在ZYNQ的PL逻辑中使用异步复位同步释放： ```verilog always @(posedge clk or negedge sys_rst_n) begin if (!sys_rst_n) reset_sync <= 2'b00; else reset_sync <= {reset_sync[0], 1'b1}; end assign logic_reset = !reset_sync[1]; // 同步后复位 ``` 2. **多复位源处理**（优先级设计） | 复位源 | 优先级 | 处理方式 | |--------------|--------|------------------------------| | 电源异常 | 最高 | MAX706自动触发 | | 看门狗超时 | 高 | MAX706触发 | | 手动按键复位 | 中 | 通过MAX706的MR引脚 | | 软件复位 | 低 | 通过ZYNQ内部看门狗[^1][^2] | 3. **故障防护** - 添加RC电路（如100Ω+100nF）滤除复位信号毛刺 - 在PCB布局中，复位信号走线**远离高频时钟线** --- #### 五、测试与验证 1. **基础测试** - 断开WDI连线，测量RESET是否在$t_{WD}$后输出低电平 - 触发按键复位，用示波器捕获复位脉冲宽度 2. **系统级测试** ```c // 故意触发看门狗超时 while(1) { // 阻塞喂狗（模拟程序跑飞） delay_ms(1000); // 超过t_WD } ``` - 预期结果：系统在$t_{WD}+200ms$内重启 3. **边界条件验证** - 电源跌落测试：将VCC缓慢降至2.9V，验证复位触发 - 温度测试：-40℃~85℃范围内验证复位稳定性 > **提示**：实际部署时可启用ZYNQ内部看门狗（SWDT）作为二级保护[^1]，形成双看门狗冗余机制。
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