[發(fā)明專利]一種實時嵌入系統(tǒng)的故障定位方法

無效

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• 申請日: 2001-07-30
• 公開（公告）號: CN1400529A
• 公開（公告）日: 2003-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 利文勁;張宇昕
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F11/30
• 分類號: G06F11/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及計算機通信領(lǐng)域，尤其涉及一種實時嵌入系統(tǒng)中的故障定位方法。

二、背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的實時嵌入系統(tǒng)中，通常使用“看門狗”監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，防止系統(tǒng)長期處于故障狀態(tài)，無法運行。從原理上講看門狗是一個計數(shù)器(一般而言是個減法計數(shù)器)，由外部時鐘驅(qū)動，每隔一定的時間間隔就會減1，直到計數(shù)器為0時就超時。啟動看門狗時，在看門狗的計數(shù)器里設(shè)置了一個初始值，此后每一定時間間隔減1，當計數(shù)器的值減到0時，看門狗就會產(chǎn)生信號，通知系統(tǒng)超時。如果在看門狗超時前對看門狗的計數(shù)器進行一次設(shè)置，看門狗的計數(shù)器就會恢復(fù)初值，重新開始計數(shù)。

根據(jù)看門狗的物理構(gòu)造的不同以及產(chǎn)生信號的不同，可以將看門狗分為硬件看門狗和軟件看門狗。

在實際應(yīng)用中，硬看門狗通常是一個獨立于CPU之外的硬件器件，由獨立的時鐘驅(qū)動，硬看門狗的計數(shù)器的初始值以及外部時鐘驅(qū)動頻率由器件本身決定了，外部無法更改。硬看門狗的輸出信號管腳與CPU的RESET管腳相連。CPU通過一個引腳將重置計數(shù)器的信號送到硬看門狗上，使得硬看門狗重新計數(shù)而不超時。系統(tǒng)正常運行時軟件系統(tǒng)定時從這個引腳輸出信號重置硬看門狗的定時器，而一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，軟件不能正常運行，硬看門狗得不到重置的信號，超時以后，硬看門狗就會從輸出管腳輸出一個低電平給CPU的RESET管腳，引起CPU復(fù)位，系統(tǒng)重新初始化，這樣就避免了嚴重的錯誤導(dǎo)致軟件系統(tǒng)不能正確運行，但是又無法恢復(fù)，系統(tǒng)“死掉”。

軟看門狗實際上是高檔處理器內(nèi)置的一個計數(shù)器，其時鐘驅(qū)動頻率由處理器決定(有的可以由軟件設(shè)定)，而計數(shù)器的初值由軟件設(shè)定，因而超時時間大小可以在一定范圍內(nèi)變化。軟看門狗也需要定時重置計數(shù)器以防止超時(通常稱為“清狗操作”)。當軟看門狗超時時，由于軟看門狗位于處理器內(nèi)部，一般都是產(chǎn)生內(nèi)部由CPU可以識別的信號，通常是中斷(或稱異常[Exception])，不經(jīng)過特殊處理，不能直接引起軟件系統(tǒng)重起。

三、發(fā)明內(nèi)容：

目前的系統(tǒng)，對類似的問題只能采取引起CPU復(fù)位的方式，使系統(tǒng)重新初始化，這樣可以避免系統(tǒng)“死掉”，但對于分析故障的各種數(shù)據(jù)沒有有效的輸出和相應(yīng)的分析，而對于故障發(fā)生時的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，往往是系統(tǒng)復(fù)位前的重要信息，是定位復(fù)位原因的重要線索，問題實際上沒有得到解決。

本發(fā)明就是要充分利用軟看門狗的特點，在軟看門狗復(fù)位時保存現(xiàn)場信息，提供一種比較強大的故障定位方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種實時嵌入系統(tǒng)的故障定位方法，外部環(huán)境為帶有軟看門狗的CPU，其特征在于包括如下步驟：a、軟看門狗初始化，設(shè)置一個計數(shù)器初始值和時鐘頻率以及一個程序定時值，該程序定時值小于該計數(shù)器的初始值；b、計數(shù)器開始計數(shù)，初始值和程序定時值開始減少；c、經(jīng)過一個程序定時值的時長，判斷該程序定時值是否減少為0，是則返回步驟a，否則進入步驟d；d、初始值繼續(xù)減少；e、當初始值減少為0時，進入步驟f；f、軟看門狗產(chǎn)生復(fù)位信號，提供給CPU，進入步驟g；g、輸出現(xiàn)場信息，系統(tǒng)復(fù)位。其中步驟g中，也可以先系統(tǒng)復(fù)位，然后輸出現(xiàn)場信息。所述現(xiàn)場信息包括CPU的寄存器狀態(tài)，通過分析該寄存器記錄，定位異常發(fā)生的地址和原因。所述現(xiàn)場信息包括當前任務(wù)信息、堆棧位置、堆棧結(jié)構(gòu)、堆棧內(nèi)容等。通過對堆棧結(jié)構(gòu)的分析，得出異常發(fā)生前當前任務(wù)的函數(shù)調(diào)用軌跡。

通過本發(fā)明的方法，可以將系統(tǒng)故障發(fā)生時的重要現(xiàn)場信息完整地保存下來，任務(wù)運行時大量臨時數(shù)據(jù)的分析，為系統(tǒng)復(fù)位提供了非常有效的支持，改進了以前的看門狗只導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位而無法進行數(shù)據(jù)輸出及故障分析的問題。

四、附圖說明：

圖一是現(xiàn)有技術(shù)中看門狗的工作原理圖。

圖二是使用本方法的流程圖。

圖三是Motorola公司的MPC8260通信處理器的配置圖。

圖四是本實施例的一個堆棧結(jié)構(gòu)圖。

五、具體實施例：

本方案基于Motorola公司的MPC8260通信處理器實現(xiàn)，其內(nèi)核是MPC603e的CPU。本方案可以基本不加改動或加以很少改動就可移植到PowerPC系列其他的32位CPU上，本方案可以使用PSOS操作系統(tǒng)。