[實用新型]毫秒級實時計算機系統監控裝置

無效

• 申請號: 200620022087.3
• 申請日: 2006-11-27
• 公開（公告）號: CN201000563Y
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 韓俊偉;張輝;叢大成;姜洪州;葉正茂;靳軍;何景峰;趙新通;黃其濤;鄭淑濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048;G06F11/00
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 祖玉清

(一)技術領域

本發明創造涉及實時計算機系統檢測領域，具體涉及一種用于檢測實時計算機系統工作的檢測監控裝置。

(二)背景技術

目前工業控制CPU中大多自帶監控看門狗定時器，但多數用于非實時系統中且一般定時周期在1-255s之間，即使是專用的定時器，定時周期也基本在30ms左右。此類監控看門狗主要用于單系統計算機的保護，保護方式大多為重新初始化程序。在采樣和控制周期較高的實時控制系統中，初始化程序會給系統帶來危險，況且30ms意味著系統在較長時間內處在開環狀態，無法保證系統的安全運行。

六自由度運動模擬器是一種模擬路況、海況以及航天飛行器在一定空間范圍內六個自由度運動的模擬裝置。該裝置被廣泛用于航空、航天等行業，其控制部分采用實時計算機系統，采樣與控制周期為1ms。而目前市場上尚未有能夠用于監測實時控制計算機的工作狀態并提高控制系統的可靠性的保護裝置。

(三)發明內容

本發明創造的目的在于提供一種在毫秒級時間內即能判斷出實時控制計算機的運行狀態，并在計算機系統發生異常時驅動報警并實施保護，使實時控制系統的運行更加安全的毫秒級實時計算機系統監控裝置。

本發明創造的目的是這樣實現的：它包括標準時鐘方波發生電路、波形頻率整理電路、移位電路、鎖存電路和用于檢測實時計算機系統工作的系統運行心跳信號檢測電路，其中標準時鐘方波發生電路連接波形頻率整形電路，波形頻率整形電路連接移位寄存器，移位寄存器連接鎖存電路，實時系統計算機系統檢測電路連接移位寄存器，鎖存電路連接六自由度運動模擬器保護回路。

本發明創造的工作原理為：

實時控制系統在控制周期內由實時計算機系統通過數字輸出發出TTL交變的心跳信號，該信號作為移位電路清零，保持移位寄存器溢出端置零。監控裝置自身也備有基時方波發生電路，用于計時報警。基時信號通過波形頻率整理電路將信號調整到需要的頻率，進入移位寄存器計數。在實時控制計算機正常工作狀態下，系統運行心跳信號復位移位電路的溢出端，以便接收下一個周期的監控。當計算機工作異常時，心跳信號停止，移位電路溢出，驅動報警。

本發明創造應用于六自由度運動模擬器的控制系統中監控實時計算機系統的工作狀態，當計算機系統異常時監控裝置發出報警，由鎖存電路發出報警驅動六自由度運動模擬器保護回路，控制模擬器處于保護狀態。本發明創造結構簡單、設計合理可靠，能夠保證系統的安全運行，并提高了控制系統的可靠性，是新一代毫秒級實時計算機系統監控裝置。

(四)附圖說明

圖1為本發明創造的原理示意圖；

圖2為實施例中的波形頻率整理電路；

圖3為實施例中的移位電路的電路原理圖；

圖4為實施例的設計原理圖；

圖5為實施例實驗中占空比與報警門限頻率的關系曲線。

(五)具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明創造作進一步的詳細說明：

結合圖1，本發明創造包括標準時鐘方波發生電路、波形頻率整理電路、移位電路、鎖存電路和用于檢測實時計算機系統工作的系統運行心跳信號檢測電路，其中標準時鐘方波發生電路連接波形頻率整形電路，波形頻率整形電路連接移位寄存器，移位寄存器連接鎖存電路，實時系統計算機系統檢測電路連接移位寄存器，鎖存電路連接六自由度運動模擬器保護回路。

本發明創造由方波信號發生電路提供高頻方波信號，周期T_S。該信號通過波形頻率整理電路轉換為需要的頻率TTL電平信號，作為移位電路的脈沖指令。通過調整移位寄存器的位數，可以調整需要報警的時間，即在該時間段內沒有接收到由實時計算機數字輸出發送來的復位指令，就將移位電路溢出的報警信號送出至鎖存電路，發出報警。當系統重新正常運行后，實時計算機可以進行報警復位。

報警時間T_B計算公式如下：

T_B＝N×T_S×n_f????(式1)

式中：n_f-波形頻率調整電路的分頻數；

N-移位寄存器的移位個數；

T_S-波形發生器的波形周期。