一種看門狗裝置及看門狗中斷預警方法
2023-06-03 11:37:26 1
專利名稱：一種看門狗裝置及看門狗中斷預警方法
技術領域：
本發明涉及一種看門狗裝置，特別是一種具有中斷預警功能的看門狗裝置。
本發明還涉及一種看門狗預警的方法，特別是一種看門狗中斷預警方法。
背景技術：
在通信、工業控制、自動化等領域中大量地使用了帶CPU的系統，因此CPU的可靠性是一個重要指標。為了避免由於無法預料的事件或編程錯誤而產生的死機或跑機，人們設計了看門狗，它能夠有效的防止系統進入死循環或者程序跑飛。
目前的看門狗主要工作模塊是一個計時器。在正常工作時，系統會每隔一定的時間對看門狗的計數器進行清零，使計數器無法達到預定的目標值。而一旦系統沒有在規定的時間內對看門狗的計數器進行清零操作，當計數器達到設定的目標值時，看門狗會認為系統出現故障，將向系統發出一個全局復位信號，從而達到恢復系統正常工作的目的。
缺點是，系統可能在沒有任何防備的情況下被重新復位，導致數據丟失等問題，並且系統內的軟體必須專門設置另一個計數器來對看門狗進行周期性的清零，佔用了系統資源。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種具有中斷預警功能的看門狗裝置。
本發明的另一目的是針對現有技術的不足，提供一種看門狗中斷預警的方法。
為了解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是本發明提供的一種帶有中斷預警功能的看門狗裝置，用於與可進行中斷處理的系統連接，包括鎖存器、控制單元和計數單元；
所述鎖存器內存儲有用戶預設的目標值，所述計數單元用於計數，並當計數值達到所述目標值時，產生中斷存在標誌信號，並向所述系統發出中斷預警信號；所述控制單元用於讀取所述鎖存器中的目標值，並發送給所述計數單元；在接收到由所述計數單元發送的中斷存在標誌信號後，將其寫入所述鎖存器；所述控制單元還用於檢測鎖存器內存儲的中斷存在標誌信號是否被所述系統清除，並當檢測結果為否時發出復位信號。
所述鎖存器包括目標值鎖存單元和中斷存在標誌信號鎖存單元；所述目標值鎖存單元用於存儲用戶預設的目標值；所述中斷存在標誌信號鎖存單元用於存儲控制單元發送的中斷存在標誌信號。
所述計數單元包括計數器和比較器；所述計數器接收系統發出的時鐘信號和控制單元發出的使能信號，並在每個時鐘的上升沿或下降沿觸發累計向上計數；所述比較器接收控制單元傳送的目標值和所述計數器傳送的計數值，將目標值和計數值進行比較，當計數值和目標值相等時，比較器發送中斷預警信號給系統，同時發送中斷標誌信號給所述控制單元。
所述鎖存器內設置有選擇信號鎖存單元，用於鎖存用戶輸入的復位選擇信號；該裝置還包括選擇器，所述控制單元自所述選擇信號鎖存單元讀取所述復位選擇信號，並輸出至所述選擇器的選通控制端，所述控制單元輸出所述復位信號至所述選擇器的一個輸入端，所述選擇器在所述復位選擇信號的控制下選通輸出所述復位信號。
所述控制單元輸出清零信號至所述計數器，用於計數器清零。
所述計數器接收來自所述計數單元的清零信號，進行計數器清零。
所述計數器接收來自系統的清零信號，進行計數器清零。
所述選擇器是二選一的選通開關。
本發明提供的一種對具有中斷處理功能的系統進行看門狗中斷預警方法，包括以下步驟A、開始計數；B、當計數達到目標值時，發出中斷預警信號和中斷存在標誌信號；C、檢測前一輪存儲的中斷存在標誌信號是否被清除，如果被清除，則進入步驟D，否則跳轉至步驟E。
D、存儲步驟不中產生的中斷存在標誌信號作為所述前一輪的中斷存在標誌信號，並返回步驟A。
E、產生全局復位信號。
所述步驟B中所述的清除中斷存在標誌信號，是指改變存儲的中斷存在標誌信號的值。
所述清除中斷存在標誌信號是指將中斷存在標誌信號清零。
在開始新一輪計數前，通過軟體清零、硬體清零或自動清零幾種方式中的一種或幾種的組合實現對計數器清零；所述軟體清零是當系統接收到中斷預警信號產生清零信號實現；硬體清零是由控制單元接收到中斷存在標誌信號而產生清零信號來實現的；自動清零是由計數器發出清零信號來實現的。
所述步驟E中還包括根據用戶輸入的復位選擇信號決定是否輸出所述全局復位信號的步驟。
通過本發明提供的裝置和方法，看門狗在達到目標值後即可通過中斷預警信號向系統發出預警，使系統可以根據預警信號進行系統數據的保存和備份，避免在毫無預警的情況下系統復位所帶來的數據丟失、出錯問題；另外，看門狗的清零可以通過硬體清零、軟體清零和自動清零等多種方式進行，不需要在系統內另外設置定時器對看門狗進行周期性清零，節省了系統資源，降低了成本。而且，本發明中的目標值，對系統復位操作都可由用戶選擇控制，增加了使用的靈活性，用戶可將復位選擇設為空檔信號，看門狗用作定時器。
圖1為本發明具有中斷預警功能的看門狗裝置的一種較佳實施例的電路原理方框圖；圖2為本發明看門狗中斷預警的方法的一種較佳實施例的流程圖。
具體實施例方式
根據本發明提供的具有中斷預警功能的看門狗裝置和中斷預警方法，通過中斷預警功能，並進一步採用可編程的看門狗計數器和看門狗復位選擇，使系統可在有準備的情況下復位。
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。
圖1為本發明提供的具有中斷預警功能的看門狗裝置實施例示意圖。如圖1所示，該裝置中包括鎖存器110、控制單元120和計數單元130。
所述鎖存器110包括目標值鎖存單元111和中斷存在標誌信號鎖存單元112。
所述目標值鎖存單元111，用於存儲預設的目標值，該預設的目標值可以為本裝置在出廠時預先設置的某一不可更改的固定值，也可為本裝置在使用過程中，用戶根據實際需要，通過外部系統寫入的可更改的值。
所述中斷存在標誌信號鎖存單元112，用於存儲控制單元120發送的中斷存在標誌信號。
外部系統和所述控制單元120均可以通過讀、寫操作訪問所述鎖存器110。
所述計數單元130，包括計數器131和比較器132。所述計數器131接收來自外部系統的時鐘信號，並在接收到來自所述控制單元120的使能信號後，可以由每個時鐘的上升沿(也可為時鐘的下降沿)觸發累計向上計數；所述控制單元120自所述鎖存器110的目標值鎖存單元111中讀取預設的目標值，並輸出至所述比較器132的一個輸入端，所述比較器132的另一個輸入端連接所述計數器131的輸出端，從而接收來自計數器131輸出的計數值。所述比較器132將所述目標值和計數值進行比較，當計數值和目標值相等時，比較器132輸出中斷預警信號給系統中的中斷伺服器，同時發送中斷存在標誌信號給控制單元120。這裡的中斷預警信號提供給系統，可便於系統在正常工作狀態下備份必要的系統數據，防止系統復位時丟失重要數據。
所述控制單元120第一次接收到所述中斷存在標誌信號後，將中斷存在標誌信號發送給中斷存在標誌信號鎖存單元112鎖存。並且作為一種具體實施的方式，控制單元120還可以向所述計數器131發出清零信號，進行硬體清零，使計數器131進入新一輪計數。
系統的中斷伺服器接收到所述中斷預警信號後，則通過寫操作向所述中斷存在標誌信號鎖存單元112發出清零信號，中斷存在標誌信號鎖存單元112被置為0。並且作為一種具體實施的方式，中斷伺服器還可以同時向計數器131發出清零信號，進行軟體清零，使計數器131進入新一輪計數。
當計數值再一次達到目標值時，如果控制單元120檢測到中斷存在標誌信號鎖存單元112為0時，則重複以上步驟；如果控制單元120檢測到中斷存在標誌信號鎖存單元112不為0，則認為系統出現故障，控制單元120發出復位信號給系統，系統進行全局復位。
進一步的，本裝置還可以包括選擇器140，所述選擇器140可以為一個二選一的選通開關，其一個輸入端輸入來自控制單元120的復位信號，另一個輸入端可連接與復位信號相反的空檔信號，如當復位信號高電平有效時，可接地或接低電平的輸入信號，其選通控制端輸入來自所述控制單元120的復位選擇信號。
作為一種具體實施方式
，所述復位選擇信號可以由用戶預先設置。所述鎖存器110還相應包括用於存儲預設的復位選擇信號的選擇信號鎖存單元113。當控制單元120檢測到中斷存在標誌信號鎖存單元112中的信號沒有被清零時，則自所述選擇信號鎖存單元113讀取預設的復位選擇信號，並輸出至所述選擇器140。如所述復位選擇信號為高/低電平，則選擇器140輸出所述復位信號至系統，從而進行系統的全局復位；如所述復位選擇信號為低/高電平，則選擇器140輸出所述空檔信號，不進行系統的全局復位。因此可見，本發明可以由用戶控制將裝置用作看門狗設備，以在系統出現故障時發出系統的全局復位信號；而當用戶控制不輸出全局復位信號時，由於本發明的裝置可以每隔相同的時間間隔輸出中斷預警信號，用戶可以利用該特性，將本發明的裝置用作定時器，滿足那些對於看門狗功能可以省略，而需要更多定時器的系統的使用需求。由此相對現有的看門狗裝置，本發明的裝置功能性更強，使用更靈活。
另外，所述鎖存器110內還可以鎖存計數器的當前計數輸出，以便系統可以隨時了解計數器的當前計數狀況。
所述計數器131可接收來自計數單元的清零信號，進行自動清零。
圖2為根據本發明提供的方法看門狗中斷預警的實施例示意圖。在本實施例中，當計數值達到目標值，產生中斷存在標誌信號，並存儲該標誌信號，並產生中斷預警信號給系統的中斷伺服器，以使系統響應中斷清除該中斷存在標誌信號，；當計數值再一次達到目標值時，如果檢測到所述中斷存在標誌信號未清除，則認為系統出現故障，產生復位信號，系統全局復位。具體步驟如下步驟210，開始新一輪的計數。步驟220，當計數值達到目標值時，產生中斷預警信號輸出給系統，並產生中斷存在標誌信號；步驟230，檢測前一輪存儲的中斷存在標誌信號是否被清除，如果被清除，則進入步驟240，否則跳轉至步驟250。
本實施例中所述的清除中斷存在標誌信號，是指改變存儲的中斷存在標誌信號的值，如當產生的中斷存在標誌信號為高電平，即「1」時，清除操作即為使存儲的該信號的值為「0」。
第一輪計數值達到目標值之後，則無需執行步驟230，直接進入步驟240。
步驟240，存儲步驟220中產生的中斷存在標誌信號作為所述前一輪的中斷存在標誌信號，並返回步驟210。
返回步驟210具體是通過軟體清零、硬體清零或自動清零幾種方式中的一種或幾種的組合，使用於進行計數的計數器清零，從而開始新一輪的計數。
所述軟體清零是當系統接收到中斷預警信號產生清零信號實現；硬體清零是由中斷存在標誌信號的產生而觸發的清零；自動清零是當計數值達到最大計數值時觸發的自動清零信號實現。
步驟250，認為系統出現故障，產生全局復位信號至系統。
所述步驟250中，還可以根據用戶輸入的復位選擇信號決定是否輸出所述全局復位信號至系統，進行系統全局復位。
總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種帶有中斷預警功能的看門狗裝置，用於與可進行中斷處理的系統連接，其特徵在於所述的裝置包括鎖存器、控制單元和計數單元；所述鎖存器內存儲有用戶預設的目標值，所述計數單元用於計數，並當計數值達到所述目標值時，產生中斷存在標誌信號，並向所述系統發出中斷預警信號；所述控制單元用於讀取所述鎖存器中的目標值，並發送給所述計數單元；在接收到由所述計數單元發送的中斷存在標誌信號後，將其寫入所述鎖存器；所述控制單元還用於讀取所述鎖存器內存儲的中斷存在標誌信號，並判斷該信號是否被所述系統清除，並當檢測結果為否時發出復位信號。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述鎖存器包括目標值鎖存單元和中斷存在標誌信號鎖存單元；所述目標值鎖存單元用於存儲用戶預設的目標值；所述中斷存在標誌信號鎖存單元用於存儲控制單元發送的中斷存在標誌信號。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述計數單元包括計數器和比較器；所述計數器接收系統發出的時鐘信號和控制單元發出的使能信號，並在每個時鐘的上升沿或下降沿觸發累計向上計數；所述比較器接收控制單元傳送的目標值和所述計數器傳送的計數值，將目標值和計數值進行比較，當計數值和目標值相等時，比較器發送中斷預警信號給系統，同時發送中斷標誌信號給所述控制單元。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述鎖存器內設置有選擇信號鎖存單元，用於鎖存用戶輸入的復位選擇信號；該裝置還包括選擇器，所述控制單元自所述選擇信號鎖存單元讀取所述復位選擇信號，並輸出至所述選擇器的選通控制端，所述控制單元輸出所述復位信號至所述選擇器的一個輸入端，所述選擇器在所述復位選擇信號的控制下選通輸出所述復位信號。
5.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述控制單元輸出清零信號至所述計數器，用於計數器清零。
6.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述計數器接收來自所述計數單元的清零信號，進行計數器清零。
7.如權利要求5或6所述的裝置，其特徵在於所述計數器接收來自系統的清零信號，進行計數器清零。
8.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述選擇器是二選一的選通開關。
9.一種對具有中斷處理功能的系統進行看門狗中斷預警方法，其特徵在於包括以下步驟A、開始計數；B、當計數達到目標值時，發出中斷預警信號和中斷存在標誌信號；C、檢測前一輪存儲的中斷存在標誌信號是否被清除，如果被清除，則進入步驟D，否則跳轉至步驟E。D、存儲步驟B中產生的中斷存在標誌信號作為所述前一輪的中斷存在標誌信號，並返回步驟A。E、產生全局復位信號。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於所述步驟B中所述的清除中斷存在標誌信號，是指改變存儲的中斷存在標誌信號的值。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於所述清除中斷存在標誌信號是指將中斷存在標誌信號清零。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於在開始新一輪計數前，通過軟體清零、硬體清零或自動清零幾種方式中的一種或幾種的組合實現對計數器清零；所述軟體清零是當系統接收到中斷預警信號產生清零信號實現；硬體清零是由控制單元接收到中斷存在標誌信號而產生清零信號來實現的；自動清零是由計數器發出清零信號來實現的。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於所述步驟E中還包括根據用戶輸入的復位選擇信號決定是否輸出所述全局復位信號的步驟。
全文摘要
本發明提供了一種帶有預警功能的看門狗裝置，該裝置包括鎖存器、計數單元和控制單元。計數單元在達到預設在鎖存器中的目標值後即可通過中斷預警信號向系統發出預警，並向控制單元發出中斷存在標誌信號，使系統可以根據預警信號進行系統數據的保存和備份，避免在毫無預警的情況下系統復位所帶來的數據丟失、出錯問題；另外，看門狗的清零可以通過硬體清零、軟體清零和自動清零等多種方式進行，不需要在系統內另外設置定時器對看門狗進行周期性清零，節省了系統資源，降低了成本。
文檔編號G06F11/00GK1920784SQ200610089228
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月10日 優先權日2006年8月10日
發明者餘娜敏 申請人:北京中星微電子有限公司