[發(fā)明專利]MCU處理器核電路結(jié)構(gòu)和MCU跑飛就近恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211704346.0
• 申請(qǐng)日: 2022-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115827332A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾波;楊志明;石云波;胡志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都蜀郡微電子有限公司
• 主分類號(hào): G06F11/14
• 分類號(hào): G06F11/14;G05B19/042
• 代理公司: 成都惠迪專利事務(wù)所(普通合伙) 51215
• 代理人: 劉勛

MCU處理器核電路結(jié)構(gòu)和MCU跑飛就近恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)方法，涉及單片機(jī)技術(shù)。本發(fā)明的MCU處理器核電路結(jié)構(gòu)包括控制模塊、取指模塊、譯碼模塊、執(zhí)行模塊、存儲(chǔ)器模塊、指令存儲(chǔ)模塊和寄存器模塊，其特征在于，還包括備份模塊、編碼器模塊和備份指令存儲(chǔ)模塊，所述備份模塊分別連接至編碼模塊、譯碼模塊、執(zhí)行模塊、存儲(chǔ)器模塊和寄存器模塊，所述備份指令存儲(chǔ)模塊分別連接至編碼模塊、取指模塊。本發(fā)明可以使MCU自動(dòng)回退到固定時(shí)間間隔前的斷點(diǎn)處而不必從頭重新開(kāi)始執(zhí)行，從而提升MCU在特殊環(huán)境下工作的效率與可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單片機(jī)技術(shù)。

背景技術(shù)

MCU，全名為Micro Control Unit，即微控制器，可以根據(jù)不同的程序設(shè)計(jì)提供對(duì)應(yīng)的控制動(dòng)作，在工業(yè)、軍事等領(lǐng)域應(yīng)用很廣。

由于MCU應(yīng)用很廣，不可避免的可能工作在惡劣的電磁環(huán)境下。在強(qiáng)電磁干擾下，正常的程序執(zhí)行有可能被打斷，錯(cuò)誤進(jìn)入到未知的地址空間，甚至出現(xiàn)MCU工作進(jìn)入死循環(huán)，人們將這一現(xiàn)象稱為MCU“跑飛”，為了解決該問(wèn)題，MCU一般設(shè)置了看門狗機(jī)制。

看門狗(Watch Dog Timer)本質(zhì)上是一個(gè)計(jì)時(shí)器，通常具有固定的定時(shí)時(shí)間，當(dāng)定時(shí)時(shí)間計(jì)滿(溢出)時(shí)，電路就產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)或中斷信號(hào)。程序正常運(yùn)行時(shí)，在小于定時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)，單片機(jī)向看門狗輸出一個(gè)信號(hào)用于刷新定時(shí)器，即喂狗，使得定時(shí)器處于不斷重新定時(shí)的過(guò)程中，這樣看門狗就不會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。當(dāng)程序因出現(xiàn)干擾“跑飛”時(shí)，單片機(jī)無(wú)法刷新定時(shí)器，就可以通過(guò)看門狗溢出產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)或中斷信號(hào)使單片機(jī)復(fù)位或中斷，由中斷處理程序使其返回到起始點(diǎn)，以使程序恢復(fù)正常運(yùn)行。

當(dāng)MCU工作在特殊環(huán)境下受到干擾導(dǎo)致某條指令的執(zhí)行出現(xiàn)錯(cuò)誤，現(xiàn)有的看門狗復(fù)位功能是使程序回到設(shè)置的位置，而且由于沒(méi)有完整的備份該時(shí)間間隔內(nèi)的數(shù)據(jù)，所以無(wú)法完全恢復(fù)程序執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)，并且如果不加設(shè)置，一般回到程序開(kāi)始的位置，導(dǎo)致之前執(zhí)行的數(shù)據(jù)結(jié)果全部丟失，而有的數(shù)據(jù)是一次性的難以復(fù)現(xiàn)的，因此可能會(huì)造成較大的損失，并且從頭重新開(kāi)始會(huì)浪費(fèi)一定時(shí)間，對(duì)任務(wù)的執(zhí)行造成重大影響。但如果在程序中頻繁的設(shè)置看門狗寄存器，又會(huì)大量占用程序的存儲(chǔ)空間，影響程序的執(zhí)行效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種具有高度連續(xù)性與工作的穩(wěn)定性的MCU處理器核電路結(jié)構(gòu)，以及MCU跑飛就近恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)方法。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，MCU處理器核電路結(jié)構(gòu)，包括控制模塊、取指模塊、譯碼模塊、執(zhí)行模塊、存儲(chǔ)器模塊、指令存儲(chǔ)模塊和寄存器模塊，還包括備份模塊、編碼器模塊和備份指令存儲(chǔ)模塊，所述備份模塊分別連接至編碼模塊、譯碼模塊、執(zhí)行模塊、存儲(chǔ)器模塊和寄存器模塊，所述備份指令存儲(chǔ)模塊分別連接至編碼模塊和取指模塊。

本發(fā)明提供一種MCU處理器就近恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)方法，包括下述步驟：

(1)正常工作狀態(tài)下，備份模塊在控制模塊的控制下從存儲(chǔ)器或寄存器讀取被寫入地址所存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)，并記錄每條寫入指令的指令地址；

(2)當(dāng)看門狗發(fā)出復(fù)位信號(hào)時(shí)，進(jìn)入讀模式并停止備份，然后執(zhí)行備份指令存儲(chǔ)模塊中的指令，在執(zhí)行完成之后恢復(fù)到了備份的斷點(diǎn)處，控制模塊控制處理器核從該斷點(diǎn)處開(kāi)始正常工作。

通過(guò)本發(fā)明提供的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)在MCU因受到干擾“跑飛”的情況下，無(wú)需人工干預(yù)，自動(dòng)恢復(fù)到最近的斷點(diǎn)處繼續(xù)運(yùn)行程序，從而提高了MCU在特殊工作環(huán)境下程序執(zhí)行的連續(xù)性與工作的穩(wěn)定性。當(dāng)MCU工作在特殊環(huán)境下受到干擾導(dǎo)致某條指令的執(zhí)行出現(xiàn)錯(cuò)誤，現(xiàn)有的看門狗復(fù)位功能是使程序回到最開(kāi)始的起點(diǎn)，導(dǎo)致之前執(zhí)行的數(shù)據(jù)結(jié)果丟失，花費(fèi)較多時(shí)間重啟，在特殊工作環(huán)境下會(huì)造成更大的損失。本發(fā)明可以使MCU自動(dòng)回退到固定時(shí)間間隔前的斷點(diǎn)處而不必從頭重新開(kāi)始執(zhí)行，從而提升MCU在特殊環(huán)境下工作的效率與可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的MCU架構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的MCU架構(gòu)示意圖。