Функция обнаружения отказа внешнего источника синхронизации

Для обнаружения неполадок с внешним источником синхронизации в МК встроена специальная контрольная схема, которая следит за работой генераторов или сигналов, формирующих сигнал синхронизации XOSC. По умолчанию, функция обнаружения отказа внешнего источника синхронизации отключена, а ее включение выполняется программно. Если внешний сигнал синхронизации или генератор используется для формирования системной синхронизации (например, выступает в качестве источника опорной синхронизации блока ФАПЧ, когда тот используется в качестве источника системной синхронизации) и, при этом, происходит отказ (остановка) сигнала синхронизации или генератора, то МК выполнит следующие действия:

37. переключится на синхронизацию от внутреннего генератора частоты 2МГц, независимо от настроек каких-либо системных блокировок;

38. сбросит регистр управления генератором и регистр настройки системной синхронизации, т.е. выполнит в них запись значений по умолчанию;

39. установит флаг прерывания по обнаружения отказа внешнего источника синхронизации;

40. введет немаскируемое прерывание (NMI).

Если отказ внешнего генератора обнаруживается, когда тот не используется в качестве источника системной синхронизации, то он будет автоматически отключен, а системная синхронизация, при этом, продолжит свое нормальное функционирование.

Во избежание ложных срабатываний/несрабатываний, не рекомендуется использовать функцию обнаружения отказа, когда частота внешней синхронизации меньше 32 кГц.

Функцию обнаружения отказа, после ее разрешения, можно отключить только выполнением сброса МК.

Данная функция автоматически отключается при переходе в экономичный режим работы МК, в котором отключаются внешняя синхронизация или генератор. В процессе выхода из этого режима, функция обнаружения отказа автоматически возобновляется. Настройки этой функции защищены механизмом защиты от изменения конфигурации, который заключается в выполнении строго привязанной ко времени процедуры изменения настроек системной синхронизации и предделителей. Более детально об этом см. в 3.12 "Защита от изменения конфигурации".

Описание регистров системы синхронизации

CTRL - регистр управления системной синхронизацией

Описание регистров генераторов

CTRL - регистр управления генераторами

Описание регистров блоков DFLL32M/DFLL2M

CTRL - регистр управления блоком DFLL

Обзор регистров системы синхронизации

Адрес	Наименование	Бит 7	Бит 6	Бит 5	Бит 4	Бит 3	Бит 2	Бит 1	Бит 0
+0x00	CTRL	-	-	-	-	-	SCLKSEL[2:0]
+0x01	PSCTRL	-	PSADIV[4:0]	PSBCDIV[1:0]
+0x02	LOCK	-	-	-	-	-	-	-	LOCK
+0x03	RTCCTRL	-	-	-	-	RTCSRC[2:0]	RTCEN
+0x04	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x05	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x06	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x07	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-

Обзор регистров генераторов

Адрес	Наименование	Бит 7	Бит 6	Бит 5	Бит 4	Бит 3	Бит 2	Бит 1	Бит 0
+0x00	CTRL	-	-	-	PLLEN	XOSCEN	RC32KEN	R32MEN	RC2MEN
+0x01	STATUS	-	-	-	PLLRDY	XOSCRDY	RC32KRDY	R32MRDY	RC2MRDY
+0x02	XOSCCTRL	FRQRANGE[1:0]	X32KLPM	-	XOSCSEL[3:0]
+0x03	XOSCFAIL	-	-	-	-	-	-	XOSCFDIF	XOSCFDEN
+0x04	RC32KCAL	RC32KCAL[7:0]
+0x05	PLLCTRL	PLLSRC[1:0]	-	PLLFAC[4:0]
+0x06	DFLLCTRL	-	-	-	-	-	-	RC32MCREF	RC2MCREF
+0x07	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x08	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x09	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x0A	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x0B	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x0C	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x0D	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x0E	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x0F	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-

Обзор регистров блоков DFLL32M/DFLL2M

Адрес	Наименование	Бит 7	Бит 6	Бит 5	Бит 4	Бит 3	Бит 2	Бит 1	Бит 0
+0x00	CTRL		ENABLE
+0x01	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-
+0x02	CALA	CALL[6:0]
+0x03	CALB	-	-	-	CALH[11:7]
+0x04	COMP0	COMP[7:0]
+0x05	COMP1	COMP[15:8]
+0x06	COMP2	-	-	-	-	COMP[19:16]
+0x07	Резерв	-	-	-	-	-	-	-	-

 

Обзор вектора прерывания при отказе кварцевого генератора

Табл. 7.8. Вектор прерывания по обнаружению отказа кварцевого генератора и его слово смещения адреса по отношению к базовому адресу прерывания

Смещ	Источник	Описание прерывания
0x00	OSCF_vect	Вектор прерывания по обнаружению отказа кварцевого генератора (NMI)

 

Управление энергопотреблением и экономичные режимы

Отличительные особенности

41. 5 экономичных режимов работы

42. IDLE

43. POWER-DOWN

44. POWER-SAVE

45. STANDBY

46. EXTENDED STANDBY

47. Регистры снижения энергопотребления для отключения синхронизации неиспользуемых УВВ

Обзор

Для выполнения разнообразных требований к энергопотреблению у МК XMEGA предусмотрены поддержка нескольких экономичных режимов работы и управление распределением сигналов синхронизации. В экономичных режимах работы микроконтроллер, в целях снижения энергопотребления, отключает неиспользуемые модули. После перехода МК в экономичный режим работы, прекращается выполнение программы, а дальнейшее возобновление её исполнения могут инициировать прерывания или сброс МК. Добиться еще большей экономии энергопотребления в активном и экономичных режимах работы МК можно отключением синхронизации неиспользуемых УВВ.

Экономичные режимы работы

Экономичные режимы работы предназначены для отключения УВВ и доменов синхронизации МК в целях снижения энергопотребления. МК XMEGA поддерживают пять различных экономичных режимов работы. Для перехода в экономичный режим работы предусмотрена специальная инструкция SLEEP. Перед ее выполнением необходимо указать, в какой именно экономичный режим работы необходимо выполнить переход. Какие именно прерывания способны возобновить работу МК, зависит от выбранного экономичного режима работы.

При возникновении разрешенного прерывания, МК возобновит нормальную работу, выполнит процедуру обработки прерывания, а затем продолжит выполнение программы с места, которое следует за инструкцией SLEEP. Если во время возобновления работы будет отправлен запрос на обработку более высокоприоритетных прерываний, то они будут обработаны с учетом их приоритета, и лишь затем будет обработано, инициировавшее возобновление работы МК, прерывание. После возобновления, ЦПУ находится в остановленном состоянии еще четыре цикла, а затем начинает выполнение инструкций.

В таблице 8.1 представлена информация об активности доменов синхронизации, генераторов и источников возобновления работы в различных экономичных режимах работы.

Табл. 8.1. Активные домены синхронизации и источники возобновления работы в различных экономичных режимах

Экономичные режимы работы	Активный домен синхронизации	Генераторы	Источники возобновления работы
Синхро- низация ЦПУ	Синхро- низация УВВ	Синхро- низация RTC	Источник системной синхро- низации	Источник синхро- низации RTC	Прерывания асинхронных портов	Прерывания по совпадению адреса в блоке TWI	Прерывания счетчика реального времени (RTC)	Любые преры- вания
IDLE		x	x	x	x	x	x	x	x
POWER-DOWN						x	x
POWER-SAVE			x		x	x	x	x
STANDBY				x		x	x
EXTENDED STANDBY			x	x	x	x	x	x

Задержка возобновления работы МК зависит от выбранного экономичного режима работы и источника основной синхронизации. В тех экономичных режимах работы, в которых отключается источник системной синхронизации, в задержку возобновления дополнительно входит время, необходимое для запуска этого источника синхронизации. Подробности относительно времен запуска различных генераторов см. в разделе 7 "Системная синхронизация и источники синхронизации".

Содержимое регистрового файла, SRAM и регистров в экономичных режимах работы остается неизменным. Если во время работы в экономичном режиме возникает сброс, то МК будет сброшен и выполнение программы начнется с вектора сброса.

Режим IDLE

В режиме IDLE прекращают работу ЦПУ и энергонезависимая память (важно обратить внимание, что любое выполняющееся программирование завершается), а все УВВ, в т.ч. контроллер прерываний, система событий и DMA-контроллер, остаются в работе. Возобновить работу МК может любое прерывание.

Режим POWER-DOWN

В режиме POWER-DOWN прекращают работу все источники системной синхронизации, в т.ч. источник синхронизации счетчика реального времени. В этом режиме могут продолжать работу только асинхронные модули. Возобновить работу МК могут прерывания по совпадению адреса в модуле TWI и прерывания асинхронных портов.

Режим POWER-SAVE

Режим POWER-SAVE идентичен POWER-DOWN за одним исключением. Если счетчик реального времени (RTC) был активен, то он сохранится в работе и после перехода в экономичный режим, при этом, возобновить работу МК могут прерывания по переполнению или совпадению в RTC.

Режим STANDBY

Режим STANDBY идентичен POWER-DOWN за тем исключением, в работе остаются все активизированные прежде источники системной синхронизации, а синхронизация ЦПУ, УВВ и RTC отключается. Благодаря этому, уменьшается задержка возобновления работы МК.

Режим EXTENDED STANDBY

Режим EXTENDED STANBY идентичен POWER SAVE за тем исключением, что остаются в работе все активные источники системной синхронизации, а синхронизация ЦПУ и УВВ отключается. Благодаря этому, уменьшается задержка возобновления работы МК.