[發明專利]用于計算機操作系統的監控模塊

有效

• 申請號: 201410614513.1
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104360913B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 羅侍田;徐成斌;陳遠生;張前福;占捷文;李強;李選富;楊春
• 申請（專利權）人: 長園深瑞繼保自動化有限公司
• 主分類號: G06F11/00
• 分類號: G06F11/00;G06F11/30
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司44101
• 代理人: 孫皓,林虹

技術領域

本發明涉及一種計算機操作系統，特別涉及一種計算機操作系統中所用的監控模塊。

背景技術

通常，在由單片機構成的微型計算機系統中，由于單片機的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾，造成程序的跑飛，而陷入死循環，程序的正常運行被打斷，由單片機控制的系統無法繼續工作，會造成整個系統的陷入停滯狀態，發生不可預料的后果，所以出于對單片機運行狀態進行實時監測的考慮，便產生了一種專門用于監測單片機程序運行狀態的芯片，俗稱"看門狗"(英文稱watchdog)。

看門狗分硬件看門狗和軟件看門狗。硬件看門狗是利用一個定時器電路，其定時輸出連接到電路的復位端，程序在一定時間范圍內對定時器清零(俗稱“喂狗”)，因此程序正常工作時，定時器總不能溢出(以下稱定時器溢出為“狗叫”)，也就不能產生復位信號。如果程序出現故障，不在定時周期內復位看門狗(即對定時器清零)，就使得看門狗定時器溢出產生復位信號并重啟系統。軟件看門狗原理上一樣，只是將硬件電路上的定時器用處理器的內部定時器代替，這樣可以簡化硬件電路設計。

在現有的計算機操作系統中，對于操作系統的監控(又稱：看門)都采用軟件看門狗直接操作硬件看門狗的方式，該方法雖然簡單，但是其負面作用很大，如下述：

1)當系統中未設硬件看門狗時，使用看門狗的策略將無法實施，或者額外增加硬件導致成本增加；

2)一般的硬件看門狗只有一只，系統中多個關鍵任務共同使用該只硬件看門狗，會導致交叉使用，造成任務同步困難；

3)在多任務交叉使用一只看門狗的情況下，當個別關鍵任務運行不正常時，由于其他使用看門狗的任務仍處于正常狀態并繼續“喂狗”，因此，導致該看門狗不復位，使看門狗功能性失效，起不到監測的作用。

4)傳統意義上的看門狗，當“狗叫”時產生的效果一般只有復位系統，對于那些有能力通過一定手段修復所屬任務出現的問題的軟件需求而言，愛莫能助；

5)傳統意義上的硬件看門狗的周期一般是固定的，多個任務使用時其留有很大的時間余量(一般取最大的一個)，導致其保護的任務失敗時其響應不及時；

所述余量是指：如果多個軟件模塊共用一個硬件看門狗且該硬件看門狗監控時間不可更改，那么選擇硬件看門狗的時間必然會以最長任務的那個監控時間進行選擇，這樣的話對于其余的小任務而言，其時間存在很大的余量，例如有運行時間為1S、2S、10S的三個任務需要監視，那么有且只有一個硬件看門狗，那么該看門狗的時間必然要大于等于10S，那么與1S或者2S對應的任務出現異常時，就需要等到8-9S(10-1或者10-2)后，才會有反應，而這個8－9S即為所述的余量。

6)傳統意義上的看門狗，當看門狗“狗叫”時，只能簡單的表示自己的任務超時，無法分析出該任務是因為自己的邏輯錯誤不能“喂狗”還是因為系統調度原因導致該任務無法及時“喂狗”。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用軟件模塊來管理和模擬關鍵任務并使每個任務均擁有一只獨立看門狗的用于計算機操作系統的監控模塊。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

本發明的用于計算機操作系統的監控模塊，該監控模塊由看門狗資源、看門狗外部調用接口和看門狗監視三個子模塊構成，三個子模塊之間通過各自提供的通訊接口相連，各子模塊內部的程序運行同步互斥，其中，

看門狗資源，包括若干個具有不同溢出周期的軟件看門狗，該子模塊主要負責看門狗軟件核心數據的維護，設置的所有軟件看門狗按照每個看門狗的“狗叫”時限與當前時間的時間差值以由小到大方式依序排列，當某個看門狗的“狗叫”時限因操作行為發生變化時，設置的所有軟件看門狗重新按照上述方式依序排列；

看門狗外部調用接口，通過其上的API接口與計算機操作系統相接，該子模塊接受操作系統的任務在對看門狗的有關操作不影響看門狗監視任務的休眠時間時，直接調用看門狗資源子模塊的接口來實現對指定看門狗子模塊的指定操作；當對看門狗的有關操作影響到看門狗監視任務的休眠時間時，發送消息給看門狗監視任務，由看門狗監視任務來實現該操作；