DE3336977C2

DE3336977C2 - Schaltungsanordnung zur Vermeidung eines HALT-Zustandes für einen Fahrzeugcomputer

Info

Publication number: DE3336977C2
Application number: DE3336977A
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Tokio/Tokyo Hirao; Shigeo Saitama Umesaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1982-10-12
Filing date: 1983-10-11
Publication date: 1985-07-25
Also published as: US4587655A; GB2129587B; GB2129587A; DE3336977A1; GB8327203D0; JPS5968004A

Abstract

Bei einem ausfallsicheren Verfahren für einen Fahrzeugcomputer, der den Betrieb beispielsweise einer Brennkraftmaschine steuert, wird unter Heranziehung einer von Statussignalausgangsanschlüssen eines Fahrzeugcomputers, z. B. einer Zentraleinheit (10), bereitgestellten Statusinformation mit Hilfe einer Verknüpfungsschaltung oder dergl. erfaßt, daß ein HALT-Befehl ausgeführt wird; in Übereinstimmung mit dem erfaßten Ergebnis wird eine Unterbrechung in der höchsten Prioritätsebene durchgeführt, um den Rechner (9) in seinen Anfangszustand zurückzusetzen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Vermeidungeines HALT-Zustandes für einen Fahrzeugcomputer, dessen Prozessor über Statussignale den HALT-Zustand signalisiert.

Eine Schaltungsanordnung dieser Art, allerdings ohne Bezug auf Fahrzeugcomputer, ist bekannt aus der US-Firmenschrift Intel »Component Data Catalog«, 1980, S. 6—9 bis 6—15.

Bei der Anwendung einer solchen Schaltungsanordnung bei Fahrzeugcomputern treten Schwierigkeiten auf, die es erforderlich machen, eine sogenannte Ausfallsicherung vorzusehen, d. h. sicherzustellen, daß auch bei Ausfall bestimmter Teile der Steuerung auf der sicheren Seite gearbeitet wird. Eine solche Ausfallsicherung ist bei Fahrzeugen wie Zügen und Kraftfahrzeugen, bei denen eine Funktionsstörung direkt zu einem ernsten Unfall führen kann, unerläßlich.

Zur Steuerung des Betriebes einer Brennkraftmaschine bei einem Fahrzeug wie einem Kraftfahrzeug wird in zunehmendem Maße ein Fahrzeugcomputer verwendet, der die Kraftstoffeinspritzung und den Zündzeitpunkt steuert. Ganz allgemein ist jedoch die Umgebung der in einem Kraftfahrzeug angeordneten Schaliungsanordnunge.n außerordentlich ungünstig, weshalb die Schaltungsanordnung durch Vibrationen. Temperaturen, externe Störungen (Rauschen) und dergleichen sehr stark beeinflußt werden.

Insbesondere dann, wenn die zur,- Zeitpunkt der Zündung einer Zündkerze hervorgerufene Störung auf einem Bus oder dergleichen als elek'rische Störung (Rauschen) induziert wird, kann dies dazu führen, daß dann, wenn der Prozessor (Zentraleinheit CPW, Daten aus einem Speicher ausliest, der Lesebefehl (READ) durch die Störung in einen HALT-Befehl geändert wird, so daß der normale Programmablauf des Computers gestoppt wird, obwohl er fortgesetzt werden sollte. Dabei wird insbesondere dann, wenn der HALT-Befehl während eines Interrupt- oder Unterbrechungs-Sperrzustands ausgeführt wird, der auf Software beruhende Wiederanlauf undurchführbar und es geht daher die Funktion des Fahrzeugcomputers vollständig verloren, was eine ernste Behinderung für den Betrieb des gesteuerten Systems zur Folge hat.

Zur. Überwindung dieser Probleme wurde bisher in der in Fig. 2 dargestellten Weise vorgegangen. Fig. 2 zeigt einen Fahrzeugcomputer 1, der im wesentlichen durch einen Prozessor 2, einen Speicher 3 und eine Ein-Musgabceinrichtung 4 gebildet ist. Diese Einrichtungen 2, 3 und 4 sind über Busse 5, 6 und 7 miteinander verbunden. Der Speicher 3 speichert ein Steuerprogramm zur Steuerung des Betriebes einer (z. B.) Brennkraftmaschine sowie verschiedene Daten usw. Die EinVAusgabeeinrichtung 4 hat die Aufgabe, Daten von Außen einzugeben und Verarbeitungsergebnisse nach Außen abzugeben. Der Prozessor 2, der aus einem Rechenprozessorbcreich. einem Registerbereich und einem Steuerbereich besteht, führt verschiedene Rechnungen aus und nimmt die Durchführung des gespeicherten Programms vor.

Mit dem Prozessor 2 ist ein sogenannter Überwachungszeitgeber 8 verbunden, der den Betrieb des Prozessors 2 dauernd überwacht. Der Zeitgeber 8 weist die erwähnte Ausfallsicherungs-Funktion auf, die den Prozessor 2 in den Normalzustand rücksetzt, wenn eine Störung auftritt. Im einzelnen wird ein Rüc/.setzsignal a, das synchron mit dem Taktimpuls des Prozessors 2 ist. und das z. B. von einem Rücksetzausgang ROdes Prozessors 2 abgegeben wird, dem Zeitgeber 8 zugeführt. Für den Zeitgeber 8 ist ein Zählzustand für eine Zeitspanne, die länger ist als die des Rücksetzsignals a gesetzt, so daß dann, wenn sich der Prozessor 2 im Normalzusland befindet, das Zählen des Zeitgebers 8 fortgesetzt wird zwecks Rücksetzens mit dem Rücksetzsignal a. Bei Auftreten einer Störung wird jedoch die Abgabe des Rücksetzsignals a gestoppt, so daß der Zeitgeber 8 den voreingcsiclltcn Zeitpunkt erreicht und ein Initialisierungssignal b z. B. an einen RUcksetzeingang Rl des Prozessors 2 abgibt, um diesen in den Anfangszustand rückzusetzen.

Die herkömmliche Vorgehensweise fordert jedoch eine zusätzliche Schaltungseinheit, nämlich den Zeilgeber 8, was zu einem Anstieg der Kosten und der Größe des Fahrzeugcomputers sowie zur Verschlechterung von dessen Betriebssjghcrhci! aufgrund der komplizierteren Schaltungsanordnung führt. Ferner wird stärkere Software-Belastung erreicht, da der Zeitgeber 8 rückgesetzt werden muß, was die Kosten weiter erhöht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die die Blockierung eines Prozessors in einem HALT-Zustand auf möglichst einfache Weise vermei-

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Auftreten des HALT-Zustandes durch einen Dekoder ermiticlt wird und daß bei Ansprechen des Dekoders eine Unterbrechung des Prozessors auf der höchsten PrioriUtsebcne veranlaßt wird, wobei der Prozessor aus dem HALT-Zustand in seinen Anfangszu-

stand riickgesetzt wird.

Als Dekoder kann eine NOR-Schaltung verwendet werden, deren Eingänge mit den Statussignaien des Prozessors vebunden sind und dessen Ausgang einen Unierbrechung^eingang (Interrupteingang) des Prozessors steuert. Bei Auftreten der Unterbrechung (Interrupt) auf der höchsten Prioritätsebene kann ein Sprungbefehl (Jump) zu einer Programmroutine, die den Prozessor in seinen Anfangszustand rücksetzt, ausgeführt werden. j

Somit werden üblicherweise vorliegende Informationen, nämlich Statussignale, zur Ausfallsichcrung verwendet ohne daß zusätzliche komplizierte Schaltungsmaßnahmen erforderlich wären.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es /cigt

Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Fahrzeugcomputers mit der Schaltungsanordnung nach dem Anspruch 1, l«

F i g. 2 schematisch einen herkömmlichen Fahrzeugcomputer mit Ausfallsicherung.

Der herkömmliche Fahrzeugcomputer mit Ausfallsicherung gemäß Fig. 2 ist bereits weiter oben erläutert worden.

F i g. 1 zeigt einen Fahrzeugcomputer 9, der im wesentlichen durch einen Prozessor 10. einen Speicher 11 und eine Ein-ZAusgabeeinrichtung 12 gebildet ist. Der Prozessor 10 und der Speicher 11. der Prozessor 10 und die ii Ein-ZAusgabeeinrichtung 12 sowie der Speicher 11 und die Ein-ZAusgabeeinrichtung 12 sind durch Busse 13, 14 bzw. 15 zur Übertragung von Informationen miteinander verbunden.

Der Speicher 11 entspricht dem Speicher 3 gemäß F i g. 2. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), wie z. B. ein IC-Speicher, verwendet. Der Speicher 11 speichert ein Steuerprogramm zur Durchführung beispielsweise der Steuerung des Betriebs einer Brennkraftmaschine, sowie verschiedene Daten und Ergebnisse von von dem Prozessor 10 durchgeführten arithmetische . Berechnungen. Die Ein-ZAusgabeeinrichtung 12, die der in Fig. 2 gezeigten Ein-ZAusgabeeinrichtung 4 entsprcht. hat die Aufgabe, erfaßte Daten von verschiedenen Sensoren, die an verschiedenen Punkten beispielsweise der Brennkraftmaschine angebracht sind, in den Prozessor 10 einzugeben und Steuersignale den veschiedenen Be'ätigungseinrichtungen im Kraftstoffversorgungssystem. Zündungssystem, etc. zuzuführen, und zwar in Überein-Stimmung mit den Ergebnissen der von dem Prozessor 10 durchgeführten Berechnungen.

Der Prozessor 10. der einen Rechenbereich, einen Registerbereich und einen Steuerbereich umfaßt, verwendet einen einzigen Großintegrations-Schaltkreis LSHz. B. vom Typ 8085A). Der Prozessor 10 führt verschiedene arithmetische Berechnungen und das Programm aus. Grundsätzlich kann der gleiche Prozessor wie der in F i g. 2 gezeigte Prozessor 2 verwendet werden.

Wie oben erwähnt, besteht die Zentraleinheit 10 gewöhnlich aus einer einzigen Großintegrations-Anordnung. Diese besitzt in der Regel eine Vielzahl von Statussign^I-Anschlüssen, um den Status des Prozessors nach außen anzuzeigen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Statussignal-Anschlüsse 5b und Si verwendet.

Die Statussignal-Anschlüsse So und S\ sind mit einer NOR-Schaltung 16 (als Dekoder) verbunden, deren Ausgang mit einem TRAP- Anschluß, der die höchste Priorität hat, verbunden äst. Die Statussignal-Anschlüsse So JS und S\ können so eingestellt sein, daß irgendwelche Ausgangssignale bereitgestellt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden Statussignale gemäß der folgenden Wahrheitstabelle erzeugt.

Wahrheitstabelle

Status S₀ S, NOR-Ausgangssignal

(a) Speicher- oder Ein-ZAusgabe-Speichem I 0 0

(b) Speicher- oder Ein-ZAusgabe-Lesen 0 1 0

(c) Operationscode abrufen oder Trap 110

(d) HALT 0 0 1

Durch Decodieren des Zustands So, St =»0«, »0« ist es möglich festzustellen, daß der HALT-Befehl ausgeführt wird. Gewöhnlich wird diese Statusinformation verwendet, um den Zustand (Status) der Anordnung nach außen anzuzeigen; bei der Schaltungsanordnung nach dem Anspruch 1 wird diese Zustandsinformation aber dazu verwendet, die Ausfallsicherung zu gewährleisten.

Darüber hinaus sind gewöhnlich mehrere Interrupt-Abfrageanschlüsse vorgesehen; nachdem aber der Ausgang der NOR-Schaltung 16 mit dem 77?/t.P-Anschluß, der ein !nterrupt-Abfragepnschluß höchster Prioritätsebene ist, verbunden ist, ist es möglich, eine Unterbrechung i-nah!längig davon zu bewirken, in welchem Zustand bzw. Status des Prozessors 10 eine Fehlfunktion auftreten kann, z. B. sogar dann, wenn diese sich in einem Interrupt-Sperrzustand befindet.

Die Funktionsweise des Fahrzeugcomputers 9, dessen Aufbau oben beschrieben wurde, wird nunmehr beschrieben.

Im Normalzustand wird der Fahrzei^gcomputer 9 in einem der Zustände (a), (b) und (t^ gehallen, so daß das Ausgangssignal der NOR-Schaltung 16 »0« ist bzw. auf niedrigem Pegel ist. _Μ

In dem Fall, daß der HALT-Befehl aufgrund einer Störung ausgeführt wird, die durch "ine Störung von außen oder dergl. verursacht wurde, obwohl der Fahrzeugcomputer 9 selbst im Normalzustand ist. wird das Aiisg^ngssignal der NOR-Schaltung 16 »1« bzw. hat hohen Pegel. Da der TRAP-Anschluß ein Interrupt-Abfrageanschluß in der höchsten Prioritätsebene ist, wird die Interrupt-Anforderung folglich ohne Rücksicht auf den Zustand des Fahrzeugcomputers 9 angenommen, und zwar sogar, wenn z. B. der HALT-Befehl ausgeführt wird. ti

Ein derartiger Interrupt soll einen Sprung zu einer bestimmten Adresse bewirken. Wenn unter bzw. nach dieser Adresse zunächst ein Programm gespeichert ist, das den Rechner in den Anfangszustand rücksetzi. oder ein Sprung- bzw. JUIvir'-Befehl zur Adresse »0000«, die die Anfangsadresse ist, wenn der Strom eingeschaltet

wird, dann ist es möglich, das Slcucrprogramm wieder anzufangen bzw. wieder zu starten.

Demgemäß kehrt bei dieser Ausfuhrungsform der Fahr/eugcomputer 9 bei der Ausführung des HALT-Be-

fehls zum Anfangszustand zurück, womit es unmöglich wird, den HALTBefehl im normalen Stcuerprogramm unterzubringen; bei der Steuerung einer Brennkraftmaschine ist es aber gewöhnlich nicht notwendig, einen HALT-Befehl auszufuhren. Wenn eine solche Ausführung aber nötig ist. kann ein IUMP-Befehl zum Springen zu einer vorbestimmten Adresse ausgenutzt werden.

Obwohl bei der oben beschriebenen Ausfuhrungsform das Ausgangssignal der NORSchaltung 16 dem Interrupt-Abfrageanschluß der höchsten Priorilatsebene zugeführt wird, kann es auch dem Ruckselzeingung Rl. wie in Fig. 2 gezeigt, zugeführt werden, um den I ahrzeugeompuler 9 in den Anfangszustand zurückzuführen; sogar in diesem Fall wird die gleiche Wirkung erzielt. Obwohl darüber hinaus die oben beschriebene Ausfuhrungsform sieh auf vier Status-Arten des Fahrzcugcomputers unter Ausnutzung von zwei Siatussignalanschlüssen, d. h, auf Zwci-Bitlnformationcn, bezieht, ist die Schaltungsanordnung gemäß dem Anspruch I bei einem Fahrzeugcomputer anwendbar, der mehr Siatussignalunschlüsse aufweist, und zwar unter Verwendung einer Verknüpfungssehaltung als Dekoder zur Ermittlung der Ausführung des HALT-Befehls.

Cci der Ausfallsicherungs-.Schalturigsanordnung gemäß dem Anspruch 1 für einen Fahrzeugcomputer werden Staiusinformaiioncn verwendet, die gewöhnlich zum Anzeigen des Status eines Kahrzeugcomputers gebraucht werden, wie dies aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, wobei die gerade erfolgende Durchführung eines HALT-Befehls erfaßt wird. Der Fahrzeugcomputer wird aufgrund des erfaßten Eigebnisses in den Anfangszustand zurückgesetzt. Der Detektor zum Ermitteln solcher Statusinförriiaiionen kann sehr einfach ausgebildet sein, z. B. aus einer NOR-Schaltung bestehen, ohne daß eine gesundet ie Deiekior-Sofiware, '.vie bisher üblich, gebraucht wird. Folglich ist es wegen der einfachen Schaltungsanordnung möglich, sowohl eine Verminderung der Kosten zu erreichen als auch exakten Betrieb zu garantieren, d. h, daß eine zuverlässige Ausfallsicherung erreicht ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Vermeidung eines HALT-Zustandes für einen Fahrzeugcomputer, dessen Prozessor über Statussignale den H ALT-Zustand signalisiert, dadurch gekennzeichnet.
daß ein auftretender HALT-Zustand durch einen Dekoder (16) ermittelt wird und

daß bei Ansprechen des Dekoders (16) eine Unterbrechung des Prozessors (10) auf der höchsten Prioritätebene (TRAP) veranlaßt wird, wobei der Prozessor (10) aus dem HALT-Zustand in seinen Anfungszusiand rückgesetzt wird.

2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,daß der Dekoder(16)eine NOR-Sch.'ltung ist. deren Eingänge mit den Statussignalen (So und S\) des Prozessors (10) verbunden sind und dessen Ausgang einen Unterbrechungseingang (TRA P) des Prozessors (10) steuert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten der Unterbrechung auf der höchsten Prioritätsebene (TRA P) ein Sprungbefehl zu einer Programmroutine, die den Prozessor (10) in seinen Anfangszustand rücksetzt, ausgeführt wird.