[發明專利]一種嵌入式系統監控及復位控制方法

在審

• 申請號: 201410269423.3
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104035536A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 鄭霞;郭浩;陳鵬;徐鵬飛;淳增輝;李三;張翼;陳昊;鄧松;何裕舒;程曉;蔡立安;鄧玉華;溫照柏;徐翔;湯靈
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二二研究所
• 主分類號: G06F1/24
• 分類號: G06F1/24;G06F11/30;G06F11/07
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 吳曉穎

技術領域

本發明涉及一種系統監控及復位控制方法，應用于各種嵌入式操作系統及設備，用以提高系統及設備運行的安全性、可靠性和穩定性。?

背景技術

WDT(watch?dog?timer)是最常見的系統異常監控方法，其中硬件電路一般采用MAX706等看門狗控制芯片，喂狗信號WDI一般有如下兩種產生方法。?

第一種是直接利用系統軟件來產生周期性的喂狗信號。該方法的優點是實現簡單，喂狗信號是否正常直接反映了操作系統軟件是否正常工作。但是，它的缺點非常致命。因為MAX706等看門狗控制芯片的喂狗信號一般需要在1.6秒之內從高到低，或者從低到高產生跳變，一旦操作系統中的任務調度比較繁忙的話，經常會保證不了在1.6秒之內使喂狗信號產生跳變，從而會導致由于WDT定時器溢出而使系統復位的誤監控情況發生。?

第二種是直接利用CPLD邏輯代碼來產生喂狗信號。該方法的優點是可以保證喂狗信號的精準，不會發生由于操作系統任務調度不及時而造成的喂狗信號產生不精準的問題，同時，用CPLD來產生喂狗信號也可以減輕操作系統的負擔。這一種方法的缺點是不能直接監控操作系統的運行狀況，它只能直接監控系統中CPLD邏輯代碼的運行狀況，因為操作系統和CPLD邏輯是各自獨立的，其中一種運行出問題，不代表另外一種也一定會出問題。?

發明內容

本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足之處，提供一種系統監控及復位控制方法，利用系統軟件和CPLD邏輯代碼相結合的方式來產生喂狗信號，同時結合復位機制，不但可以避免上述兩種方式中問題，同時還可以使系統初始狀態更加確定，系統復位更加徹底。?

本發明的發明目的是通過如下技術手段實現的。?

一種系統監控及復位控制方法，該方法使用的硬件部分包括CPLD芯片、CPU芯片、看門狗控制芯片及其他外圍硬件電路，該方法中看門狗控制芯片的喂狗信號WDI采用系統軟件和CPLD邏輯代碼相結合的方式來產生，包括以下步驟：?

（1）CPLD邏輯代碼產生周期小于3.2秒的方波信號S1，?S1通過一個看門狗使能控制位FLAG1和一個CPU喂狗信號是否正常標識位FLAG2共同控制以后，再經CPLD的一個I/O管腳J1輸出給看門狗控制芯片的喂狗輸入管腳；其中，看門狗使能控制位FLAG1默認不使能，關閉看門狗，CPU操作系統初始化完成以后再由軟件動態使能該控制位FLAG1，打開看門狗。

（2）按如下策略控制CPU喂狗信號是否正常標識位FLAG2：?

操作系統軟件通過CPU的一個GPIO管腳向CPLD的一個I/O管腳J2輸入周期為T的方波信號S2，在CPLD邏輯代碼中判斷S2是否在正常跳變，如果跳變正常，FLAG2置為正常，否則置為異常；考慮到CPU操作系統的調度工作量和系統監控效果，T一般大于3.2S，小于6S為宜；

FLAG1使能，FLAG2正常時，S1正常輸出給看門狗控制芯片的喂狗輸入管腳；FLAG1不使能或者FLAG1使能，FLAG2異常時，S1停止輸出給看門狗控制芯片的喂狗輸入管腳；

這種嵌套產生喂狗信號的方法既監控了CPLD邏輯代碼的實時運行狀態，也監控了操作系統軟件的實時運行狀態，同時S2的產生周期T可根據系統的實際負荷情況進行靈活調整，從而保證操作系統能夠調度及時。

（3）CPU操作系統復位控制：?

看門狗控制芯片的復位輸出管腳W_R接入CPLD的I/O管腳J3，設備的手動復位按鈕SW并聯接入看門狗控制芯片的手動復位管腳MR，這樣看門狗芯片因喂狗信號不正常而復位、手動按鈕復位和設備上電啟動時J3上都會輸入復位信號RST，RST的低電平寬度為200毫秒，之后會自行跳變到高電平；CPLD邏輯代碼利用RST信號給相應的寄存器賦予確定的初值，其中，CPLD的喂狗輸出管腳J1上賦予高阻態初值，看門狗使能控制位FLAG1一定要不使能，否則會造成系統啟動過程中由于CPU還未來得及產生S2時，J1上的喂狗信號不正常而造成系統不斷重啟。同時在CPLD邏輯代碼中定義寄存器REG用于系統軟件控制各硬件芯片的復位，各硬件芯片的復位信號RST0,RST1等由J3上的復位信號RST和系統軟件復位控制位REG共同控制，任意一種有效都會控制CPU芯片及操作系統和其他硬件芯片的復位。