CN103168292A - 一种用于监控至少两个微控制器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助于看门狗(10)监控至少两个微控制器(12、20)的方法。所述看门狗(10)与第一微控制器(12)相关联且在预先给定的持续时间的时间间隔内监控(224)所述第一微控制器的消息的通知。由所述第一微控制器(12)通知所述看门狗(10)的所述消息含有如下分量，所述分量由于所述第一微控制器(12)和与所述第一微控制器相连接的第二微控制器(20)之间的通信(202、216)而形成(224)，并且基于所述分量，所述看门狗检验所述第二微控制器(20)的正常工作方式。此外涉及一种电路装置和一种具有蓄电池管理单元的蓄电池(100)，他们被构造为执行依据本发明的方法。

Description

一种用于监控至少两个微控制器的方法
技术领域
本发明涉及一种借助于看门狗监控至少两个微控制器的方法、一种被构造为执行依据本发明的方法的电路装置以及一种包括依据本发明的电路装置的蓄电池和一种包括依据本发明的电路装置的机动车。
背景技术
由现有技术已知了借助于看门狗来监控微控制器的方法，其中，将具有独立的时基和固定的时间窗的外部的硬件看门狗用于与安全相关的程序部分的程序流程的逻辑上的和时间上的监控。例如能够在监控电机控制器的范围内使用这样的看门狗，在这些电机控制器中能够使用所谓的三平面概念。其中，第一平面包括用于控制电机的软件，第二平面包括用于监控电机控制的软件并且最后第三平面包括用于监控在前两个平面中所使用的硬件的软件。硬件看门狗在此应用于第三平面之中，以检验在第一和第二平面中使用的微控制器。
借助于看门狗能够以简单的配置来监控微控制器，即该看门狗在预定的持续时间的时间间隔内监控抵达的复位脉冲并且在没有复位脉冲抵达时引起微控制器的重置。在更进一步的配置中，看门狗能够向微控制器传递测试询问并且在正确性和时间点上检验其应答。
这样的用于监控微控制器的方法能够具有以下流程：看门狗向微控制器随机地发起多个可能的询问中的一个询问。该微控制器通过结合两个应答分量形成对该询问的应答。第一应答分量由对微控制器的逻辑的检验得出。第二应答分量由对预定的多个软件模块的功能特有的检验得出，优选地以诸如每个模块的正确的顺序和预先给定的数量的调用的附加的条件。该两个应答分量将被结合并且在确定的时间窗内传递至看门狗。该看门狗检验对正确的内容和正确的时间上的输入的应答并且在识别出错误时，错误计数器增加，或者倘若没有确定到错误，复位该错误计数器。之后，由看门狗通过发起新的询问来继续该检验方法。
当看门狗的错误计数器超过预定的阈值时，那么看门狗将引起安全相关的方法步骤，该方法步骤例如存在于，即经由关闭路径(Abschaltpfade)关闭由微控制器操控的系统的末级(Endstufe)，从而使得其不再能运行。
以硬件实现的看门狗通常被非常简单地构建并且仅允许与单个的微控制器通信，从而使得根据现有技术仅能够通过使用相同数量的看门狗来监控多个微控制器是可能的。
发明内容
依据本发明提供了一种用于借助于看门狗监控至少两个微控制器的方法。所述看门狗与第一微控制器相关联并且在预先给定的持续时间的时间间隔内监控所述第一微控制器的消息的通知。当第一部件向第二部件通知消息(尤其是询问或者应答)时，那么在本发明的范围内意味着所述第一部件向所述第二部件例如在总线系统上发送所述消息，或者意味着所述第一部件提供所述消息，例如通过存储在寄存器中，并且所述第二部件询问该消息。通常来说，与所述微控制器的时钟信号不同的时钟信号被引入所述看门狗，从而使得所述看门狗能够检验所述消息的正确的时间上的输入。设计了：由所述第一微控制器通知所述看门狗的所述消息包含由于所述第一微控制器和与所述第一微控制器相连接的第二微控制器之间的通信形成的分量。基于这个分量，所述看门狗附加于所述第一微控制器检验所述第二微控制器的正常工作方式。
通过依据本发明设计的扩展的监控概念能够通过看门狗监控两个微控制器。由此能够节省掉用于所述第二微控制器的额外的看门狗并且也节省掉了与所述第二微控制器相关联的关闭路径。然而，本发明不限于监控两个微控制器。与之相反地，也能够共同地通过一个看门狗来监控多个微控制器。特别地，所述第二微控制器不必直接与所述第一微控制器相连接。与之相反地，所述第二微控制器例如经由第三微控制器间接地与所述第一微控制器相连接就足够了。在这样的装置中，所述第三微控制器能够用作在所述第一和第二微控制器之间交换的消息的传输单元，并且依据本发明，所述第二和所述第三微控制器能够通过所述看门狗来监控。
所述第一微控制器的消息能够包括对询问的应答，所述询问先前由所述看门狗通知给所述第一微控制器。典型地，所述看门狗在一个时刻将所述询问通知给所述第一微控制器，该时刻形成了所述预先给定的持续时间的时间间隔的开始。所述看门狗由此仅在询问和应答在所述时间间隔内交换了时才确定两个微控制器正常工作方式。
优选地，所述应答包括由所述第一微控制器形成的第一分量和由所述第二微控制器形成并且通知给所述第一微控制器的第二分量。其中，在由所述第二微控制器形成所述应答的所述第二分量之前，所述询问由所述第一微控制器通知给所述第二微控制器。典型地，这个通知也发生在所述预先给定的时间间隔之内。
此外，优选地，由所述第一微控制器形成的所述应答的所述第一分量包括部件特有的组成部分和/或功能特有的组成部分，所述部件特有的组成部分由对所述第一微控制器的系统部件的检验，尤其是对所述第一微控制器的主处理器的逻辑的检验得出，所述功能特有的组成部分由对所述第一微控制器的多个软件模块的检验得出。
对于由所述第二微控制器形成的所述应答的所述第二分量，能够根据对所述第二微控制器的监控的要求有多高来设计不同的变型。
当对所述第二微控制器的监控提出了高的要求时，能够也像在所述应答的所述第一分量的设计中那样，所述应答的所述第二分量包括部件特有的组成部分和/或功能特有的组成部分。
在要求低时，所述应答的所述第二分量能够仅由数字的字组成，其中，所述数字的字的单个位表示所述第二微控制器的单个的软件模块的正常工作方式。可选地，所述响应的所述第二分量在此能够通过询问特有的组成部分来补充，所述询问特有的组成部分尤其是通过读出在所述第二微控制器中所存储的表来形成。
所述看门狗能够在所述第一或者第二微控制器的至少一个识别出的错误时使得错误计数器增加，或者，当所述错误计数器达到预先给定的值时引起与安全相关的方法步骤，例如关闭由所述微控制器操控的系统的末级。
本发明的另一个方面涉及一种具有第一微控制器、与所述第一微控制器相关联的看门狗和至少一个与所述第一微控制器相连接的第二微控制器的电路装置。所述电路装置被构造为执行依据本发明所述的方法。
本发明的又一个方面涉及一种蓄电池，尤其是里离子蓄电池，其具有蓄电池管理单元，所述蓄电池管理单元包括依据本发明所述的电路装置，以及涉及一种机动车，所述机动车包括依据本发明所述的蓄电池。所述机动车能够是电机动车，其中，所述蓄电池与所述机动车的驱动系统相连接。
附图说明
本发明的实施例将借助于附图以及后续的说明书进一步阐述。其中：
图1示出了具有依据本发明的实施形式的电路装置的蓄电池；以及
图2示出了依据本发明的实施形式的、用于监控两个微控制器的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了总体上以100标记的蓄电池，优选地为锂离子蓄电池，其包括依据本发明的一种实施形式的电路装置。硬件看门狗10与第一微控制器12相关联并且与其经由总线14相连接，其中，经由该总线14在两个方向上交换消息，尤其是看门狗10的询问和所属的第一微控制器12的应答。看门狗10和第一微控制器12具有关闭路径16、18，通过其在确定的安全有危险的情况下能够断开该蓄电池100的未示出的高压接触器。
第一微控制器12与第二微控制器20经由总线22相连接，经由该总线同样在两个方向上交换消息，尤其是由第一微控制器12转发的看门狗10的询问和所属的第二微控制器20的应答。第二微控制器20经由第一微控制器12接收看门狗10的询问并且在相同的路径上发回所属的应答，由此看门狗10能够检验第二微控制器20的正常工作方式并且在确定错误时经由关闭路径16断开蓄电池的高压接触器。由此使得设计在其上第二微控制器20具有直接通路的单独的关闭路径不是必须的。
图2示出了依据本发明的方法的流程图。在方法步骤200中，由第一微控制器12来回答看门狗10的询问。在方法步骤202中，由第一微控制器12通过将该询问发送至第二微控制器20或者通过提供第二微控制器20的回答来向第二微控制器20通知该看门狗10的询问。在方法步骤204中，在第一微控制器12中形成应答的第一分量。在方法步骤206中，第二微控制器20以尽可能小的时间偏移来接收该询问，例如通过接收第一微控制器12的数据或者通过从第二微控制器20一方的询问。在方法步骤208中，由第二微控制器20检验该询问的更新，例如通过与所存储的之前的询问的比较(该之前的询问必须不同)或者通过对状态位的分析，第一微控制器12将该状态位随该询问一起发送。倘若第二微控制器20确定其所被通知的询问不是最新的，那么在方法步骤210中错误计数器将增加或者在超过确定的位置时引入错误响应。否则，在方法步骤212中第二微控制器20开始形成应该传递给看门狗10的应答的第二分量。
在方法步骤214中，第二微控制器20计算应该被传递给看门狗10的应答的第二分量并且通过将数据发送至第一微控制器12或者通过由第一微控制器12来提供回答来将其通知给第一微控制器12。在方法步骤216中，第一微控制器12接收该应答的第二分量并且在方法步骤218中例如通过与存储的先前的应答分量的比较(该应答分量必须不同)或者对第一微控制器12随该询问一起发送的状态位的分析来确定该应答的分量的更新。
倘若该分析是负面的，那么在方法步骤220中错误计数器将增加或者在超过阈值时引入错误响应。同时，第一微控制器12在方法步骤204中计算该应该被发送至看门狗的应答的第一分量。在方法步骤222中，第一微控制器将该应答的第一和第二分量结合为总应答并且将该总应答作为消息在适当的时间窗中发送至看门狗10(方法步骤224)。
在多于两个微控制器的情况下应用依据本发明的方法时，第一微控制器12能够接收多个应答分量并且结合成看门狗10处的总应答。在此，不同的应答分量的合成不是必须在第一微控制器12中进行的，而是也能够替换地在不同的微控制器中进行的。
在一个未详细示出的实施例中，由第二微控制器20所形成的该应答的第二分量仅由数字的字组成。然后，当在第二微控制器20处的安全要求相对低并且第二微控制器20的确定的数量的软件模块的不是很复杂的检验就足够了时，这是特别有利的。在此，数字的字的位的数量必须大于或者等于第二微控制器20的待检验的软件模块的数量。在通过询问-应答周期限定的时间间隔开始时，例如通过看门狗通知新的询问时，数字的字的位被置位为逻辑0。接下来将以确定的顺序调用多个待检验的软件模块并在当所属的软件模块成功地执行时将数字的字的相应的位置位为逻辑1。数字的字的附加的位能够表示新的询问的存在，在不存在新的询问的情况下将不允许置位其余的单个的位。
在另一个未精确地示出的实施例中，由第二微控制器20形成的应答的第二分量除了所描述的数字的字以外仅包括询问特有的组成部分，其尤其是通过读出在第二微控制器20中所存储的表来形成。
在又一个未精确地示出的实施例中，数字的检验字的位的值仅在检验与该位相关联的软件模块时确定有错误时被更改。由此能够确保：该第二微控制器20正确地理解通知它的询问并且所述待检验的软件模块在该预先给定的时间间隔内执行至少一次。

Claims (12)

1.一种用于借助于看门狗(10)监控至少两个微控制器(12、20)的方法，其中，所述看门狗(10)与第一微控制器(12)相关联且在预先给定的持续时间的时间间隔内监控(224)所述第一微控制器的消息的通知，其特征在于，由所述第一微控制器(12)通知所述看门狗(10)的消息含有如下分量，所述分量由于所述第一微控制器(12)和与所述第一微控制器相连接的第二微控制器(20)之间的通信(202、216)而形成(224)，并且基于所述分量，所述看门狗检验所述第二微控制器(20)的正常工作方式。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一微控制器(12)的所述消息包括对于询问的应答，所述询问先前由所述看门狗(10)通知(200)给所述第一微控制器(12)，尤其是在预先给定的持续时间的所述时间间隔的起始时间点上。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述应答包括由所述第一微控制器(12)形成(204)的第一分量和由所述第二微控制器(20)形成(212)并且向所述第一微控制器(12)通知(214)的第二分量。
4.如权利要求3所述的方法，其中，在由所述第二微控制器(20)形成(212)所述应答的所述第二分量之前，所述询问由所述第一微控制器(12)通知(202)给所述第二微控制器(20)。
5.如权利要求3或4所述的方法，其中，由所述第一微控制器(12)所形成(204)的所述应答的所述第一分量包括部件特有的组成部分和/或功能特有的组成部分，所述部件特有的组成部分根据对所述第一微控制器(12)的系统部件，尤其是对所述第一微控制器(12)的主处理器的逻辑的检验得出，所述功能特有的组成部分根据对所述第一微控制器(12)的多个软件模块的检验得出。
6.如权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，由所述第二微控制器(20)所形成(214)的所述应答的所述第二分量包括部件特有的组成部分和/或功能特有的组成部分，所述部件特有的组成部分根据对所述第二微控制器(20)的系统部件尤其是对所述第二微控制器(20)的主处理器的逻辑的检验得出，所述功能特有的组成部分根据对所述第二微控制器(20)的多个软件模块的检验得出。
7.如权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，由所述第二微控制器(20)所形成(214)的所述应答的所述第二分量仅由数字的字组成，其中，所述数字的字的单个的位表示所述第二微控制器(20)的单个的软件模块的正常工作方式。
8.如权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，由所述第二微控制器(20)所形成(214)的所述应答的所述第二分量仅由询问特有的组成部分以及数字的字组成，所述询问特有的组成部分尤其是通过读出在所述第二微控制器(20)中所存储的表来形成，其中，所述数字的字的单个的位表示所述第二微控制器(20)的单个的软件模块的正常工作方式。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述看门狗(10)在所述第一微控制器(12)或所述第二微控制器(20)的至少一个识别出的错误时使得错误计数器增加，或者，当所述错误计数器达到预定的值时引起安全相关的方法步骤。
10.一种电路装置，其具有第一微控制器(12)、与所述第一微控制器相关联的看门狗(10)和至少一个与所述第一微控制器(12)相连接的第二微控制器(20)，其特征在于，所述电路装置被构造为执行如前述权利要求中任一项所述的方法。
11.一种蓄电池(100)，其包括具有如权利要求10所述的电路装置的蓄电池管理单元。
12.一种机动车，尤其是电机动车，其包括如权利要求11所述的蓄电池(100)。
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