CN104503885A - 一种定时看门装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种定时看门装置及系统，定时看门装置与控制装置相连，控制装置上运行的任务作为被监控任务，定时看门装置包括：溢出门槛逻辑模块、定时清零逻辑模块和定时模块组，定时模块组包括多个定时模块，定时模块的个数与被监控任务的个数相同，各个定时模块各自对应一个被监控任务，各个定时模块各自对应的被监控任务各不相同。本申请提供的定时看门装置通过自身的各个模块实现了对被监控任务的监控，并不需要运行于控制装置的操作系统上，不需要同操作系统上的其他任务共用一套系统资源，提高了操作系统上其他任务的运行效率，并且由于本申请提供的定时看门装置独立于其他任务运行，因此自身的可靠性和稳定性得到提高，改善了监控效果。

Description

一种定时看门装置及系统

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别涉及一种定时看门装置及系统。

背景技术

随着嵌入式技术的发展，嵌入式系统的硬件和软件越来越复杂，随之越来越多的嵌入式系统引入操作系统以实现对各种软硬件资源的管理和控制。嵌入式系统中控制器的操作系统一般是基于任务来分配软硬件资源的，一套复杂的嵌入式系统，会有多个任务运行于操作系统之上并受操作系统的调度。正常情况下，一定时间段内各个任务都应该能够获取到系统资源，但是在异常情况下，比如说中断异常或者高优先级任务异常，可能会出现某个任务得不到系统调用的情况，同时任务内部也可能会因为某些异常导致程序飞掉甚至陷入死循环。

目前，为了判断运行于操作系统之上的任务是否异常，一般通过软件看门狗来监视任务是否被正常调度及任务本身是不是正常运行。但是软件看门狗同样是运行于操作系统之上的一个任务或者中断，同其他任务共用一套系统资源，不仅占用了系统资源，影响其他任务的运行效率，而且其自身不能完全独立于其他任务运行，导致自身的可靠性和稳定性受到影响，监控效果差。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种定时看门装置及系统，以达到提高了控制装置的操作系统上其他任务的运行效率，及提高自身的可靠性和稳定性，改善监控效果的目的，技术方案如下：

一种定时看门装置，所述定时看门装置与控制装置相连，所述控制装置上运行的任务作为被监控任务，所述定时看门装置包括：溢出门槛逻辑模块、定时清零逻辑模块和定时模块组，其中所述定时模块组包括多个定时模块，所述定时模块的个数与所述被监控任务的个数相同，各个定时模块各自对应一个被监控任务，各个定时模块各自对应的被监控任务各不相同；

所述溢出门槛逻辑模块，用于从所述控制装置获取各个定时模块各自的预设溢出门槛值，并将各个定时模块各自的预设溢出门槛值分别发送至各个定时模块；

所述定时清零逻辑模块，用于接收所述控制装置的被监控任务定时发送的清零命令，并向所述清零命令对应的定时模块发送清零操作指令，以指示相应的定时模块进行清零操作；

所述定时模块，用于在所述定时模块对应的被监控任务开始运行时开始计数，得到当前计数值，并比较所述当前计数值和所述定时模块对应的预设溢出门槛值，在所述当前计数值大于所述定时模块对应的预设溢出门槛值时，向所述控制装置发送复位信号，以使所述控制装置中所述定时模块对应的被监控任务重新运行。

优选的，还包括：

复位控制模块，用于在多个定时模块同时发送复位信号时，接收各个定时模块发送的复位信号，将各个复位信号整理为一个复位信号，得到总复位信号，并输出所述总复位信号至所述控制装置及相应的定时模块。

优选的，所述定时模块包括：分频单元、计数单元、溢出门槛值寄存单元、溢出监测单元、计数清零单元和复位信号产生单元；

分频单元，用于在所述定时模块对应的被监控任务开始运行时开始对所述定时看门装置的系统时钟进行分频；

所述计数单元，用于对所述分频单元得到的分频后的时钟进行计数，得到当前计数值；

所述溢出门槛值寄存单元，用于接收并缓存所述溢出门槛逻辑模块发送的所述定时模块的预设溢出门槛值；

所述溢出监测单元，用于从所述溢出门槛值寄存单元获取所述定时模块的预设溢出门槛值，并比较所述当前计数值和所述定时模块对应的预设溢出门槛值，在所述当前计数值大于所述定时模块对应的预设溢出门槛值时，向所述复位信号产生单元发送复位信号生成指令；

所述复位信号产生单元，用于在接收到所述复位信号生成指令时，产生复位信号；

所述计数清零单元，用于在接收到所述定时清零逻辑模块发送的清零操作指令时或在接收到所述复位信号产生单元产生的复位信号时，对所述计数单元进行清零操作。

一种定时看门系统，包括控制装置和如上述任意一项所述的定时看门装置；

所述控制装置与所述定时看门装置相连。

优选的，所述控制装置在设置各个定时模块各自的预设溢出门槛值时，具体用于根据各个定时模块对应的被监控任务的执行频率和时长，分别设置各个定时模块各自的预设溢出门槛值。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请中，提供一种定时看门装置，包括溢出门槛逻辑模块、定时清零逻辑模块和多个定时模块，所述定时模块用于在所述定时模块对应的被监控任务开始运行时开始计数，得到当前计数值，并在预设时间内比较所述当前计数值和所述定时模块对应的预设溢出门槛值，对控制装置上的被监控任务进行监控。在相应的被监控任务正常运行时，被监控任务会定时发送清零命令，定时清零逻辑模块则可以向所述清零命令对应的定时模块发送清零操作指令，以指示相应的定时模块进行清零操作，在相应的被监控任务运行出现异常时，被监控任务则不会定时发送清零命令，所述定时模块则不断进行计数，在所述当前计数值大于所述定时模块对应的预设溢出门槛值时，向所述控制装置发送复位信号，以使所述控制装置中运行异常的被监控任务重新运行。

由上可见，本申请提供的定时看门装置通过自身的各个模块实现了对被监控任务的监控，并不需要运行于控制装置的操作系统上，从而不需要同控制装置的操作系统上的其他任务共用一套系统资源，提高了控制装置的操作系统上其他任务的运行效率，并且由于本申请提供的定时看门装置独立于其他任务运行，因此自身的可靠性和稳定性得到提高，改善了监控效果。

进一步的，由于定时看门装置包括多个定时模块，各个定时模块各自对应一个被监控任务，各个定时模块各自对应的被监控任务各不相同，因此定时看门装置可以实现对控制装置上的多个被监控任务同时进行监控，提高了监控效率。

进一步的，由于溢出门槛逻辑模块可以从控制装置获取各个定时模块各自的预设溢出门槛值，因此在每次重新上电后，若控制装置对定时模块的预设溢出门槛值进行了重新设定，则溢出门槛逻辑模块可以获取到重新设定后的预设溢出门槛值，相比于定时模块溢出门槛值不可以预设的情况，提高了定时看门装置使用时的灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的定时看门装置的一种逻辑结构示意图；

图2是本申请提供的定时看门装置的一种工作框图；

图3是本申请提供的定时看门装置的另一种逻辑结构示意图；

图4是本申请提供的定时看门装置的另一种工作框图；

图5是本申请提供的定时模块的一种逻辑结构示意图；

图6是本申请提供的定时模块的一种工作框图；

图7是本申请提供的定时模块的另一种工作框图；

图8是本申请提供的定时看门系统的一种逻辑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

请参见图1，其示出了本申请提供的定时看门装置的一种逻辑结构示意图，定时看门装置与控制装置相连，所述控制装置上运行的任务作为被监控任务，定时看门装置用于监控控制装置上的被监控任务是否运行正常。所述定时看门装置包括：溢出门槛逻辑模块11、定时清零逻辑模块12和定时模块组13。

其中，定时模块组13包括多个定时模块，所述定时模块的个数与所述被监控任务的个数相同，各个定时模块各自对应一个被监控任务，各个定时模块各自对应的被监控任务各不相同。如图1所示，定时模块组13中的多个定时模块由n个定时模块表示，所述n为大于1的整数，所述n的数值等于所述被监控任务的个数。

溢出门槛逻辑模块11，分别与各个定时模块相连，用于从所述控制装置获取各个定时模块各自的预设溢出门槛值，并将各个定时模块各自的预设溢出门槛值分别发送至各个定时模块。

在本实施例中，各个定时模块各自的预设溢出门槛值由所述控制装置进行设置。其中，任意一个定时模块的预设溢出门槛值的设置过程具体为：所述控制装置根据所述定时模块对应的被监控任务的执行频率和时长，设置所述定时模块的预设溢出门槛值。

溢出门槛逻辑模块11从所述控制装置获取各个定时模块各自的预设溢出门槛值的具体过程可以为：所述控制装置在与定时看门装置相连的传输总线上为每个定时模块分别映射一个溢出门槛预设地址，所述控制装置通过传输总线向各个溢出门槛预设地址写入预设溢出门槛值。

溢出门槛逻辑模块11的溢出门槛预设地址在写入了预设溢出门槛值后，预设溢出门槛值在当次不可修改，直到下次重新上电时，若重新向溢出门槛预设地址写入新的预设溢出门槛值，预设溢出门槛值才会改变。

溢出门槛逻辑模块11在获取到预设溢出门槛值后，将各个定时模块各自的预设溢出门槛值分别发送至各个定时模块。

定时清零逻辑模块12，分别与各个定时模块相连，用于接收所述控制装置的被监控任务定时发送的清零命令，并向所述清零命令对应的定时模块发送清零操作指令，以指示相应的定时模块进行清零操作。

在本实施例中，定时清零逻辑模块12接收所述控制装置的被监控任务定时发送的清零命令，并向所述清零命令对应的定时模块发送清零操作指令的具体过程可以为：所述控制装置在与定时看门装置相连的传输总线上为每个定时模块分别映射一个清零地址，控制模块在清零地址写入“0xA5”，则定时清零逻辑模块12向清零地址对应的定时模块发送清零操作指令，以指示清零地址对应的定时模块进行清零操作。

在本实施例中，由于定时模块组13中的各个定时模块的功能相同，因此本实施例中仅对任意一个定时模块的功能进行描述，如下：

所述定时模块，用于在所述定时模块对应的被监控任务开始运行时开始计数，得到当前计数值，并比较所述当前计数值和所述定时模块对应的预设溢出门槛值，在所述当前计数值大于所述定时模块对应的预设溢出门槛值时，向所述控制装置发送复位信号，以使所述控制装置中相应的运行异常的被监控任务重新运行。

在本实施例中，所述定时模块在比较出所述当前计数值大于所述定时模块对应的预设溢出门槛值时，监控出所述定时模块对应的被监控任务运行发生异常，则向所述控制装置发送复位信号，以使所述控制装置中所述定时模块对应的被监控任务重新运行。

在本实施例中，由于定时看门装置包括多个定时模块，各个定时模块各自对应一个被监控任务，各个定时模块各自对应的被监控任务各不相同，因此定时看门装置可以实现对控制装置上的多个被监控任务同时进行监控，提高了监控效率。并且定时看门装置实现对控制装置上的多个被监控任务同时进行监控，不需要多个专用看门狗芯片来实现，降低了成本。

在本实施例中，定时看门装置的工作框图请参见图2。

在本申请中，提供一种定时看门装置，包括溢出门槛逻辑模块、定时清零逻辑模块和多个定时模块，所述定时模块用于在所述定时模块对应的被监控任务开始运行时开始计数，得到当前计数值，并在预设时间内比较所述当前计数值和所述定时模块对应的预设溢出门槛值，对控制装置上的被监控任务进行监控。在相应的被监控任务正常运行时，被监控任务会定时发送清零命令，定时清零逻辑模块则可以对所述清零命令对应的定时模块进行清零操作，在相应的被监控任务运行出现异常时，被监控任务则不会定时发送清零命令，所述定时模块则不断进行计数，在所述当前计数值大于所述定时模块对应的预设溢出门槛值时，向所述控制装置发送复位信号，以使所述控制装置中运行异常的被监控任务重新运行。

由上可见，本申请提供的定时看门装置通过自身的各个模块实现了对被监控任务的监控，并不需要运行于控制装置的操作系统上，从而不需要同控制装置的操作系统上的其他任务共用一套系统资源，提高了控制装置的操作系统上其他任务的运行效率，并且由于本申请提供的定时看门装置独立于其他任务运行，因此自身的可靠性和稳定性得到提高，改善了监控效果。

进一步的，由于定时看门装置包括多个定时模块，各个定时模块各自对应一个被监控任务，各个定时模块各自对应的被监控任务各不相同，因此定时看门装置可以实现对控制装置上的多个被监控任务同时进行监控，提高了监控效率。

进一步的，由于溢出门槛逻辑模块可以从控制装置获取各个定时模块各自的预设溢出门槛值，因此在每次重新上电后，若控制装置对定时模块的预设溢出门槛值进行了重新设定，则溢出门槛逻辑模块可以获取到重新设定后的预设溢出门槛值，相比于定时模块溢出门槛值不可以预设的情况，提高了定时看门装置使用时的灵活性。

实施例二

在本实施例中，图1示出的定时看门装置的基础上扩展出另外一种定时看门装置，请参见图3，本实施例提供的定时看门装置在图1示出的定时看门装置的基础上还包括：复位控制模块14。

复位控制模块14，与各个定时模块相连，用于在多个定时模块同时发送复位信号时，接收各个定时模块发送的复位信号，将各个复位信号整理为一个复位信号，得到总复位信号，并输出所述总复位信号至所述控制装置及相应的定时模块。

在控制装置只有一个复位接口时，若多个定时模块同时发送复位信号，多个复位信号不能同时发送至控制装置，因此本实施例增加复位控制模块14，复位控制模块14与各个定时模块相连且与所述控制装置相连。复位控制模块14用于在多个定时模块同时发送复位信号时，接收各个定时模块发送的复位信号，将各个复位信号整理为一个复位信号，得到总复位信号，并输出所述总复位信号至所述控制装置及相应的定时模块。

所述控制装置在接收到所述总复位信号时，可以对所述总复位信号进行解析，解析出需要复位的各个被监控任务，以对相应的被监控任务复位，使运行发生异常的被监控任务重新运行。

复位控制模块14在将总复位信号输出至相应的定时模块时，相应的定时模块的计数值会被清零。

本实施例示出的定时看门装置的工作框图请参见图4。

在实施例一和实施例二中，任意一个定时模块的具体逻辑结构请参见图5，所述定时模块包括：分频单元51、计数单元52、溢出门槛值寄存单元53、溢出监测单元54、计数清零单元55和复位信号产生单元56。

分频单元51，用于在所述定时模块对应的被监控任务开始运行时开始对所述定时看门装置的系统时钟进行分频。

所述计数单元52，用于对所述分频单元51得到的分频后的时钟进行计数，得到当前计数值。

所述溢出门槛值寄存单元53，用于接收并缓存所述溢出门槛逻辑模块发送的所述定时模块的预设溢出门槛值。

所述溢出监测单元54，用于从所述溢出门槛值寄存单元53获取所述定时模块的预设溢出门槛值，并比较所述当前计数值和所述定时模块对应的预设溢出门槛值，在所述当前计数值大于所述定时模块对应的预设溢出门槛值时，向所述复位信号产生单元56发送复位信号生成指令。

所述复位信号产生单元56，用于在接收到所述复位信号生成指令时，产生复位信号。

所述计数清零单元55，用于在接收到所述定时清零逻辑模块发送的清零操作指令时或在接收到所述复位信号产生单元56产生的复位信号时，对所述计数单元52进行清零操作。

对应实施例一的定时模块的工作框图，请参见图6。

对应实施例二的定时模块的工作框图，请参见图7。

在实施例一和实施例二中，控制装置可以但不局限于为嵌入式系统的控制装置。

在实施例一和实施例二中，定时看门装置可以由可编程逻辑器件实现，控制装置可以由CPU(中央处理器，Central Processing Unit)实现。可编程逻辑器件和CPU之间通过Local Bus总线进行数据传输。

其中，可编程逻辑器件可以为FPGA(Field－Programmable GateArray，现场可编程门阵列)或CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)或单片机。

具体的，所述可编程逻辑器件可以使用Altera最新的MAX-V系列CPLD芯片5M570ZT100I5N。

实施例三

在本实施例中，示出了一种定时看门系统，请参见图8，其示出了本申请提供的定时看门系统的一种逻辑结构示意图，定时看门系统包括：控制装置81和定时看门装置82。

定时看门装置82的具体结构及功能请参见实施例一和实施例二，在此不再赘述。

控制装置81与定时看门装置82相连。

控制装置81与定时看门装置82之间的工作交互过程请参见实施例一和实施例二，在此不再赘述。

在本实施例提供的定时看门系统中，在定时看门装置82中的溢出门槛逻辑模块11从所述控制装置81获取各个定时模块各自的预设溢出门槛值，并将各个定时模块各自的预设溢出门槛值分别发送至各个定时模块，其中各个定时模块各自的预设溢出门槛值由控制装置81设置，所述控制装置81在设置各个定时模块各自的预设溢出门槛值时，具体用于根据各个定时模块对应的被监控任务的执行频率和时长，分别设置各个定时模块各自的预设溢出门槛值。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本申请所提供的一种定时看门装置及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (5)

1.一种定时看门装置，其特征在于，所述定时看门装置与控制装置相连，所述控制装置上运行的任务作为被监控任务，所述定时看门装置包括：溢出门槛逻辑模块、定时清零逻辑模块和定时模块组，其中所述定时模块组包括多个定时模块，所述定时模块的个数与所述被监控任务的个数相同，各个定时模块各自对应一个被监控任务，各个定时模块各自对应的被监控任务各不相同；

所述溢出门槛逻辑模块，用于从所述控制装置获取各个定时模块各自的预设溢出门槛值，并将各个定时模块各自的预设溢出门槛值分别发送至各个定时模块；

所述定时清零逻辑模块，用于接收所述控制装置的被监控任务定时发送的清零命令，并向所述清零命令对应的定时模块发送清零操作指令，以指示相应的定时模块进行清零操作；

所述定时模块，用于在所述定时模块对应的被监控任务开始运行时开始计数，得到当前计数值，并比较所述当前计数值和所述定时模块对应的预设溢出门槛值，在所述当前计数值大于所述定时模块对应的预设溢出门槛值时，向所述控制装置发送复位信号，以使所述控制装置中所述定时模块对应的被监控任务重新运行。

2.根据权利要求1所述的定时看门装置，其特征在于，还包括：

复位控制模块，用于在多个定时模块同时发送复位信号时，接收各个定时模块发送的复位信号，将各个复位信号整理为一个复位信号，得到总复位信号，并输出所述总复位信号至所述控制装置及相应的定时模块。

3.根据权利要求1或2所述的定时看门装置，其特征在于，所述定时模块包括：分频单元、计数单元、溢出门槛值寄存单元、溢出监测单元、计数清零单元和复位信号产生单元；

分频单元，用于在所述定时模块对应的被监控任务开始运行时开始对所述定时看门装置的系统时钟进行分频；

所述计数单元，用于对所述分频单元得到的分频后的时钟进行计数，得到当前计数值；

所述溢出门槛值寄存单元，用于接收并缓存所述溢出门槛逻辑模块发送的所述定时模块的预设溢出门槛值；

所述溢出监测单元，用于从所述溢出门槛值寄存单元获取所述定时模块的预设溢出门槛值，并比较所述当前计数值和所述定时模块对应的预设溢出门槛值，在所述当前计数值大于所述定时模块对应的预设溢出门槛值时，向所述复位信号产生单元发送复位信号生成指令；

所述复位信号产生单元，用于在接收到所述复位信号生成指令时，产生复位信号；

所述计数清零单元，用于在接收到所述定时清零逻辑模块发送的清零操作指令时或在接收到所述复位信号产生单元产生的复位信号时，对所述计数单元进行清零操作。

4.一种定时看门系统，其特征在于，包括控制装置和如权利要求1-3任意一项所述的定时看门装置；

所述控制装置与所述定时看门装置相连。

5.根据权利要求4所述的定时看门系统，其特征在于，所述控制装置在设置各个定时模块各自的预设溢出门槛值时，具体用于根据各个定时模块对应的被监控任务的执行频率和时长，分别设置各个定时模块各自的预设溢出门槛值。