在提高硬件系統抗干擾能力的同時,軟件抗干擾以其設計靈活、節省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。下面以MCS-51單片機系統為例,對微機系統軟件抗干擾方法進行研究。
1、軟件抗干擾方法的研究
在工程實踐中,軟件抗干擾研究的內容主要是:一、消除模擬輸入信號的噪聲(如數字濾波技術);二、程序運行混亂時使程序重入正軌的方法。本文針對后者提出了幾種有效的軟件抗干擾方法。
1.1 指令冗余
CPU取指令過程是先取操作碼,再取操作數。當PC受干擾出現錯誤,程序便脫離正常軌道“亂飛”,當亂飛到某雙字節指令,若取指令時刻落在操作數上,誤將操作數當作操作碼,程序將出錯。若“飛”到了三字節指令,出錯機率更大。
在關鍵地方人為插入一些單字節指令,或將有效單字節指令重寫稱為指令冗余。通常是在雙字節指令和三字節指令后插入兩個字節以上的NOP。這樣即使亂飛程序飛到操作數上,由于空操作指令NOP的存在,避免了后面的指令被當作操作數執行,程序自動納入正軌。
此外,對系統流向起重要作用的指令如RET、RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入兩條NOP,也可將亂飛程序納入正軌,確保這些重要指令的執行。
1.2 攔截技術
所謂攔截,是指將亂飛的程序引向指定位置,再進行出錯處理。通常用軟件陷阱來攔截亂飛的程序。因此先要合理設計陷阱,其次要將陷阱安排在適當的位置。
(1)軟件陷阱的設計
當亂飛程序進入非程序區,冗余指令便無法起作用。通過軟件陷阱,攔截亂飛程序,將其引向指定位置,再進行出錯處理。軟件陷阱是指用來將捕獲的亂飛程序引向復位入口地址0000H的指令。通常在EPROM中非程序區填入以下指令作為軟件陷阱: 大功率電感廠家 |大電流電感工廠