电子系统最基础又最重要的设计不仅包括符合电源树设计和时钟树设计，还包含完善的系统复位控制设计。复位控制设计不当会导致一些奇怪问题，这一点相信不少工程师都遇到过。合理的复位控制设计能够保证系统在接收到复位源信号时，既准确又可靠的触发系统复位功能。

　　电子系统常见的复位源，可以归纳为5种：上电复位，欠压复位，看门狗复位，按键复位及异常中断复位。笔者以小基站(smallcell)项目中复位控制设计方案为案例，给大家介绍下这5种复位设计方案的实现方案。

　　小基站相对宏基站而言，是一种低发射功率，小范围覆盖，主要面向中小企业、家庭客户、宏网络补盲、热点容量补充等应用的小型基站设备。

　　本次小基站项目的复位系统设计框图如下：

　　图1：小基站系统复位设计框图

　　在本次小基站系统中上电复位、欠压复位及看门狗复位功能由R5106N芯片搭建电路完成。异常中断复位功能由一个普通IO采集中断信号转发完成。按键复位功能由按键及其他电子元件辅助完成。

　　上电复位、欠压复位及看门狗复位电路

　　这3个复位源信号的处理都交由R5106N芯片进行处理。具体电路设计如下：

　　图2：上电复位、欠压复位及看门狗复位电路

　　当单板正常上电工作时，3.3V电压信号传送到R5106N的VDD管脚，R5106N芯片输出一个370ms低电平脉冲信号。370ms的低脉冲信号可以保证这个系统复位信号能够有效的传递到CPU芯片并被识别到，随后作出相应的复位操作。低电平脉冲信号的输出时间可以通过调节CT管脚上连接的对地电容进行调整。对应的计算公式如下：

　　tPLH(s)=3.7x106xC(F)

　　当单板运行过程中，如果遇到VDD管脚上电压低于门限电压值，即低于0.99*3.3V=3.267V时，可以初步判断单板上电异常，R5106N芯片也会输出一个低电平脉冲信号。这个低电平脉冲信号的输出时间不能通过CT管脚上连接的对地电容进行调节，但会随着VDD管脚上电压信号高于门限电压值而结束。

　　单板系统正常运行时，R5106N芯片内部定时器会开始计时，CPU芯片在310ms的定时器计时周期内及时发送一个清零信号给R5106N，定时器就能持续正常计时，不会因为计数计满而产生溢出问题并输出复位信号。R5106N芯片的定时器计时周期与CT管脚上对地电容容值相关，对应的计算公式如下：

　　tWD(s)=3.1x106xC(F)

　　如果CPU芯片异常工作，就无法在310ms内给R5106N输送清零脉冲信号，从而导致R5106N芯片内部定时器产生计数溢出，并输出一个34ms的低脉冲信号。这个低脉冲复位信号，即是看门狗复位脉冲信号，输出时间也是可用通过CT管脚上的对地电容进行调节的，对应的计算公式如下：

　　tWR(s)=tWD/9

　　本次方案设计中选用RICOH公司推出的R5106N芯片来完成上电复位、欠压复位及看门狗复位功能，不仅仅是因为R5106N芯片在实现3种复位功能的同时能保证上电复位时间、欠压复位时间及看门狗复位时间可调，还因为R5106N芯片具备以下性能特点：

　　1)功耗仅为420mW，较低的功耗对小基站产品而言既可以节省能耗又可以降低散热风险;

　　2)宽泛的工作温度范围：-40℃到125℃，既能够保证设备在炎热夏天里不断电的情况下依靠自然散热也能正常持续工作，又能确保设备在严寒冬季里正常启动运行;

　　3)芯片内部电压检测精度为1.0%，这个精度正好满足系统电源电压监控需求;

　　4)芯片尺寸够小，占用PCB板面积少，对于小基站产品精巧外型尺寸需求来说，选用小尺寸的芯片才是优选方案。

　　异常中断复位电路

　　单板系统正常运行一段时间后若出现一些异常状况，比如时钟失锁、PHY芯片配置失败以及FPGA芯片读写异常，CPU的中断采集IO接口会收到相应的中断信号。该中断信号触发CPU进行复位操作，重新启动异常芯片。

　　按键复位电路

　　图3：按键复位电路

　　调试阶段验需要验证各部分电路的功能，每个功能模块的验证不一定会一次成功。验证方案行不通时，就经常需要将单板系统重启复位，重新加载并运行修改后的方案。较断电重启复位而言，按键重启复位更容易操作并且安全系数也更高。因此按键复位电路在调试阶段还是很重要的。

　　其工作原理为：复位按键连接到CPU芯片的一个IO脚上。当按键被按下时，将会产生一个低电平的复位脉冲输送到CPU上，随后CPU进行系统复位操作。

　　复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备，它的操作原理与计算器有着异曲同工之妙，只是启动原理和手段有所不同。复位电路，就是利用它把电路恢复到起始状态。就像计算器的清零按钮的作用一样，以便回到原始状态，重新进行计算。

　　和计算器清零按钮有所不同的是，复位电路启动的手段有所不同。一是在给电路通电时马上进行复位操作;二是在必要时可以由手动操作;三是根据程序或者电路运行的需要自动地进行。复位电路都是比较简单的大都是只有电阻和电容组合就可以办到了，再复杂点就有三极管等配合程序来进行了。

　　为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才会撤除，微机电路开始正常工作。

　　理光(Ricoh)，是日本著名的办公设备及光学机器制造商，世界五百强企业。市村清在1936年成立理化学研究所，研究所主要研究理研阳画感光纸，1963年正式易名为理光，并在同年成立香港分公司。现在理光的主要产品包括影印机、传真机、打印机等文仪器材，文档解决方案，以及轻便型数码相机。

　　1936年，市村清创立了理光集团。市村的第一项重要创新是于1950年问世的RicohFlex Ⅲ。它是全球第一架大规模生产的双镜头反光相机。这种程度的技术创新意义深远，显示了市村对未来持有的远见和抱负。理光于1955年又创造了其首台桌面影印机Ricopy 101。1973年，世界首台全数码传真机RIFAX 600S在理光问世。

　　市村于1968年逝世，他始终致力于通过不断创新去帮助人们解决在工作或居家生活中遇到的难题，对这个由他一手创办的公司而言，这始终是驱动公司前进的重要动力。在倡导技术创新的同时，他还提倡公司要有社会责任感，这种社会责任感在今天 已成为很多公司的共识，但在五十年前却几乎是闻所未闻。在理光业务活动的各个领域，他都最先、由衷地为社会和环境的可持续性做奉献。

　　今天，理光已经是家全球化大公司，但仍然秉承最初创始人的理念。要了解理光，就要了解市村清的两个理念：为客户去创新，为理光产品涉及的每一个人去坚持可持续的经营发展。通过创新化解人们遇到的难题。

　　在日本市场，理光复印机和传真机拥有超过20年的市场领先地位。理光公司是最早探索数字图像输出技术的厂家之一，理光在美国，欧洲和日本处于市场领先地位。理光当前拥有的产品涵盖了复印机、打印机、传真机、光盘驱动和电子设备等。

　　理光在美国、欧洲、中国和日本设立了11座研发中心和实验室，拥有3500多名科学家、研究员和工程师。每座研发中心或实验室都专注在某个特定的领域进行研究。

　　文档高速公路

　　数码通讯、互联网、基于网络的服务和各种应用软件，已经彻底改变了人们处理信息和文档的方式，甚至还改变了人们工作的方式。

　　理光因而推出了一个开放性的平台——文档高速公路，使得人们可以自由地交换文档，不用担心硬件软件的不同，不用担心时间、地点或者文档类型。

　　文档高速公路是基于行业即定标准Web services和 Java设计的， 开放式的体系机构简化了和其他系统相连接的烦琐步骤。

　　理光致力于开发简便易用的系统，并辅以一个独一无二的、通俗简便的界面，该界面基于文档高速公路平台。通过对网络上多种硬件和应用软件进行标准化构建、用模块化的软件部件合并预想功能，就可以实现。

　　文档高速公路是理光办公产品和解决方案背后最主要的理念，在今天的网络化办公环境中，它提供了公开的、易操作的连接性。

　　QSU快速启动技术

　　理光始终关注环境的能源节省问题。1999年，理光推出了QSU快速启动技术，它能显著地缩短预热复印机的时间，减少电力消耗。理光的QSU技术获得了国际能源机构颁发的“未来复印机”大奖，因为该技术达到了IEA 设计标准手册制定的两项指标，分别是：在睡眠状态下耗电量低于10W以及10秒内从睡眠状态启动。

　　采用快速启动技术的机器的背后蕴藏着三项关键技术。

　　· 用创新的极细热熔滚筒替代传统的、粗厚的、贮存热量的滚筒。

　　· 使用低温、微粒的碳粉

　　· 优化双加热控制器，以实现“在合适的时候产生合适的热量”

　　和普通机器相比，QSU在能源功效方面提高了4倍多，换而言之，采用快速启动技术的机器仅消耗1/4的电量就能完成同样的工作。