CN107430543B - 信息处理装置 - Google Patents

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Abstract

信息处理装置具有：记录部，其记录进行了看门狗定时器归零的程序；判定部，其在看门狗定时器超时的情况下，参照记录部，从多个应用和多个操作系统中判定要执行的应用和要执行的操作系统；执行部，其执行判定部判定出的操作系统；以及通信部，其将要执行的应用通知给要执行的操作系统。

Description

信息处理装置
技术领域
本发明涉及信息处理装置中的故障分析。
背景技术
在发电厂系统和列车车辆系统等中使用的信息处理装置具有看门狗定时器(Watch Dog Timer：以下称作WDT)，以便监视因软件的问题引起的系统死机(hang up)。WDT是未在规定的时间内(直到超时为止的期间)实施定时器归零处理时判断为系统已死机，实施系统的复位(reset)处理的功能。
通过采用该WDT，即使系统产生问题致使系统不动作，通过WDT对系统进行复位，也能够使系统再次动作。
但是，在问题频发的情况下，即使WDT对系统进行复位，也会再次发生问题，存在仅仅反复发生复位不能改善状况的问题。
对此，例如在专利文献1中提出有如下的方法：在ROM(Read Only Memory：只读存储器)中保持2个程序，在程序发生故障时起动另一个程序来尝试恢复。
另外，在专利文献2中提出有如下的方法：通过选择电路将根据WDT的超时发生次数而起动的引导程序切换成故障发生时用的引导程序，由此，输出故障发生时的状况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-348546号公报
专利文献2：日本特开2012-113616号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1、2所述的技术都是当在系统中发生故障时，将动作的程序整体切换成故障发生时用的程序并起动而进行故障分析，由此表现出恢复的可能性。
因此，在成为故障分析对象的程序是具有操作系统的大规模程序的情况下，查明问题原因所需要的日志量庞大，存在确定问题原因需要大量时间的问题。
用于解决问题的手段
本发明正是为了解决上述的问题而完成的，提供一种信息处理装置，其特征在于，该信息处理装置具有：记录部，其记录进行了看门狗定时器归零的程序；判定部，其在看门狗定时器超时的情况下，参照记录部，从多个应用和多个操作系统中判定要执行的应用和要执行的操作系统；执行部，其执行判定部判定出的操作系统；以及通信部，其将要执行的应用通信给要执行的操作系统。
发明效果
根据本发明，能够用较少的时间确定问题原因。
附图说明
图1是实施方式1的信息处理装置的硬件结构图。
图2是示出实施方式1的存储装置的结构的框图。
图3是示出实施方式1的WDT归零处理的时机的例子的图。
图4是示出实施方式1的WDT发生装置的结构的框图。
图5是示出WDT信息的结构的框图。
图6是实施方式1的功能结构图。
图7是示出实施方式1的信息处理装置的动作的流程图。
图8是WDT发生时处理的流程图。
图9是起动对象研究处理的流程图。
图10是示出进行了WDT归零时的WDT发生装置的处理的流程图。
图11是示出发生了WDT超时时的WDT发生装置的处理的流程图。
具体实施方式
实施方式1
图1是本发明的信息处理装置10的硬件结构图。在图1中，CPU2(CentralProcessing Unit：中央处理单元)是掌管信息处理装置1的整体控制的运算装置，RAM3(Random Access Memory：随机存取存储器)是被用作CPU2的动作区的主存储装置，存储装置4是存储操作系统(Operating System：以下称作OS)和在OS上动作的应用(Application：以下称作AP)等程序的闪存等非易失性存储装置，WDT发生装置5是复位装置，在由于AP或OS而不能进行归零(clear：将WDT返回到预先设定的值的处理)的状况持续一定时间而发生超时时，再次启动系统。
图2是示出本实施方式的存储装置4的结构及其存储内容的框图。存储装置4具有引导程序(bootloader)10、第1 OS 21、第2 OS 22、第1AP区域31、第2AP区域32。
引导程序10是在向信息处理装置1接通电源后被作为控制部的CPU2最先调用的程序。引导程序10在被CPU2调用时，在进行了信息处理装置1的硬件初始化后起动OS。
第1 OS 21和第2 OS 22是使应用动作的基础软件，第1AP区域31和第2AP区域32是文件系统等的应用和命令等的软件组。
另外，假设第1 OS 21和第2 OS 22在内部安装有进行WDT归零的处理(OS内的WDT归零处理)。OS内的WDT归零处理例如可以以比WDT超时的周期短的周期发生中断的方式，设定OS正在使用的定时器，在中断处理过程和任务、线程中进行WDT归零。
另外，假设在AP区域31和AP区域32中还安装进行WDT归零的WDT归零AP，作为AP区域中的一个AP来执行。WDT归零AP也可以与OS内的WDT归零处理同样地设定OS正在使用的定时器，在中断处理过程和任务、线程中进行WDT归零。
另外，假设在AP区域中只存在一个AP的情况下，在该AP的内部包含进行WDT归零的处理。
OS内的WDT归零处理和WDT归零AP除了上述处理以外，还将能够确定自身的信息通知给WDT发生装置5。
另外，当WDT发生装置具有多个接受WDT归零处理的装置的情况下，也可以判断由哪个装置进行了归零，由此WDT发生装置进行记录。使用图3说明WDT归零处理的时机。
图3是示出WDT归零处理的时机的一例的图。在图3中，WDT发生装置5经过固定的超时间隔，发生WDT的超时。与此相对，第1 OS 21或者第2 OS 22内部的WDT归零处理以比WDT发生装置的超时周期短的周期发生中断，防止WDT发生装置超时。同样，来自WDT归零AP的WDT归零处理也以比WDT发生装置的超时周期短的周期发生中断，防止WDT发生装置超时。
另外，在本实施方式1中，第1 OS 21和第1AP区域31是通常使用的状态的OS和AP区域，第2 OS 22和第2AP区域32是能够输出用于进行问题原因分析的日志或者监视动作状况的调试(debugging)用OS和调试用AP区域。
另外，假设第1 OS 21和第2 OS 22都能够调用第1AP区域31和第2AP区域32。
在本实施方式中，以OS是2个、AP区域是2个的情况为例，但也可以是1个，还可以是3个以上。另外，OS的数量和AP区域的数量也可以不同。
另外，在本实施方式中准备了调试用的OS和AP区域，但也可以不准备调试用的OS和AP区域。
图4是本实施方式的WDT发生装置的功能结构图。WDT发生装置5除了根据WDT内的定时器超时而再次启动CPU2的功能(未图示)以外，还具有收集WDT发生超时时的状况的收集部51、以及存储收集部51收集到的WDT发生超时时的状况的存储区域52。另外，在本实施方式1中，将存储区域52设为WDT发生装置5中的一部分，但也可以设为存储装置4中的一部分。
记录部51在WDT发生超时时将WDT发生状况信息520记录到存储区域52中。
另外，也可以在该存储区域中记录哪个程序进行了WDT归零的信息，即记录是OS内的WDT归零处理进行了WDT归零还是WDT归零AP进行了WDT归零的信息。
图5示出WDT发生状况信息520的详情。在图5中，WDT发生状况信息520具有表示WDT的超时发生状况的更新标志521、表示选择了多个OS和多个AP区域中的哪个OS和哪个AP区域的历史信息522、从向信息处理装置1接通电源起发生的WDT的超时发生次数523、以及表示最后实施了WDT归零的程序的归零信息524。
更新标志521表示WDT的超时发生状况，在刚刚向信息处理装置1接通电源后，示出未发生的状态。当WDT发生装置5发生WDT超时时，调用记录部51，将发生了WDT超时的状态写入更新标志521。关于写入更新标志521的值，例如在发生了WDT超时的状态时写入1，在未发生WDT超时时写入0。
历史信息522是表示选择了多个OS和多个AP区域中的哪个OS和哪个AP区域的历史信息，由引导程序10写入。由此，能够记录进行了起动的多个OS和多个AP区域的组合，引导程序10能够确认已经尝试了哪个组合。例如，预先对在信息处理装置1中使用的全部OS和全部AP区域分配能够唯一确定的编号，针对各个编号，通过按照使用时的时刻或表示顺序的数值进行存储，能够判定哪个OS或者AP区域已经被使用、以及当前正在使用的OS或者AP区域是哪个。
发生次数523是从向信息处理装置1接通电源起发生的WDT的超时发生次数，在变更当前正在执行的程序时的判定中使用。例如，预先将反复发生次数的临界值设定为N，在WDT的超时发生次数超过N的情况下，将当前正在使用的OS切换成另一个OS，将当前正在使用的AP区域切换成另一个AP区域。
归零信息524是表示最后实施了WDT归零的程序的信息，例如当在OS内执行了WDT归零的情况下，由WDT发生装置5向归零信息524写入OS最后进行了WDT归零的信息。另外，在OS执行WDT归零时，也可以同时向归零信息524写入OS最后进行了WDT归零这样的信息。
使用图6说明本实施方式的软件模块。
引导程序10是在电源接通时才动作的程序。引导程序10在起动后实施硬件的初始，进行起动OS的设定。引导程序10在硬件的初始化时，有时还实施RAM3等硬件的问题检查。引导程序10在硬件的初始化完成时，从存储装置4将OS的图像(image)复制到RAM中，起动OS，引导程序10的动作结束。
引导程序10具有：判定部101，其决定使用多个OS(第1 OS 21、第2 OS 22)中的哪个OS，并且决定使用多个AP区域(第1AP区域31、第2AP区域32)中的包含应用和增强应用的日志输出的设定等的哪个AP区域；RAM检查部102，其被判定部101调用，确认存储器短路等问题；程序检查部103，其同样被判定部101调用，对起动的OS和AP区域确认有无问题；OS起动部104，其起动由判定部101决定使用的OS；以及通信部105，其将由判定部101决定使用的AP区域通知给OS。
第1 OS 21具有：通信部211，其接收引导程序10的通信部105决定使用的第1AP区域31或者第2AP区域32的信息；以及选择部212，其按照由引导程序10通知的选择信息起动第1AP区域31或者第2AP区域32。
同样，第2 OS 22具有：通信部221，其接收引导程序10的通信部105决定使用的第1AP区域31或者第2AP区域32的信息；以及选择部212，其按照由引导程序通知的选择信息起动第1AP区域31或者第2AP区域32。
下面，使用图7～图10说明信息处理装置1的动作。
图7是说明引导程序10和OS的动作的流程图。
在向信息处理装置1接通电源时，起动引导程序10。另外，容后再述，在信息处理装置1被WDT发生装置5复位时，也起动引导程序10。
在起动引导程序10时，执行判定部101。
在判定部101中，首先调用RAM检查部102，执行RAM检查(ST102)。另外，RAM的检查也可以仅是对存储器的全部区域写入“0”，然后读出全部存储器区域并确认是否为“0”。另外，也可以采用能够发现存储器的数据总线或地址总线短路的、利用存储器的测试算法的存储器检查方法，如运行方式、奔腾方式、匹配方式等。
在进行RAM检查的结果是RAM具有异常的情况下，不能正常执行程序，因而判定部101使信息处理装置1停止(ST104)。
另外，在RAM具有异常的情况下，引导程序将存储器具有异常、发现异常的地址、将要写入的值和实际已写入存储器的值显示在画面中，或者记录到存储装置4等中，使系统停止。
在进行画面输出的情况下，在进行了关闭电源这样的处理时画面消失，因而成为虽然信息处理装置1的处理停止但是供给电源的状态。另一方面，在虽然停止存储装置4等的电源供给但仍残留有数据的情况下，也可以关闭电源而停止。
返回到ST102，在进行RAM检查的结果是正常的情况下，判定部101取得WDT信息520，参照更新标志521，确认WDT的超时发生状况(ST106)。
判定部101参照更新标志521(ST106)，在未发生WDT复位的情况下，选择在前一次起动信息处理装置1时使用的OS和AP区域(ST108)。在历史信息522中记录有安装于信息处理装置1的OS和AP区域是按照怎样的顺序执行的，因而判定部101参照历史信息522，选定在前一次起动时使用的OS和AP区域。
另外，在电源刚刚接通后不存在与前一次起动时使用的OS和AP区域有关的信息，因而也可以预先设定在电源刚刚接通后使用的OS和AP区域并按此执行。
返回到ST106，在参照更新标志521的结果是未发生WDT的超时的情况下(发生WDT的超时，信息处理装置1已复位的情况下)，判定部101实施与WDT的超时发生状况对应的起动对象的选择(ST107)。
使用图8说明与WDT复位的发生状况对应的起动对象的选择。
首先，判定部101取得WDT发生装置5具有的WDT信息520(ST201)。
然后，判定部101进行WDT信息520中记录的发生次数523与预先设定的WDT的超时发生次数的临界值N的比较(ST202)。另外，预先设定的次数N是用于判断WDT反复的频度的数值。例如，在是虽然发生故障但却希望尽可能不停止系统动作的系统的情况下，将次数N设为如5次这样较少的次数，尽快切换成不同的OS和应用，以后摸索不发生WDT的状况。
另一方面，在是希望尽可能按照特定的OS和应用的组合长期动作的系统的情况下，将次数N设为如20次这样较多的次数。
如果发生次数523在固定次数N以内，则判定部101将更新标志521设为无，视为未发生WDT的超时(ST203)。
判定部101选择在前一次起动信息处理装置1时使用的OS和AP区域(ST108)。
然后，判定部101调用程序检查部103，进行针对在ST108中选择出的OS和AP区域的存储区域检查(ST109)。
返回到ST202，在WDT信息520的结果是超过固定次数N的情况下，判定部101参照WDT发生状况信息520中记录的归零信息524，进行在发生WDT的超时时执行的是OS还是AP区域的判定(ST204)。在OS被代入归零信息524的情况下，在OS的动作的某处发生异常，能够判断为发生了WDT的超时。同样，在AP区域被代入归零信息524的情况下，能够判断为在AP区域的应用动作的过程中发生了WDT的超时。
在判断为WDT的超时发生原因是OS的情况下，判定部101变更OS的起动对象(ST205)。
在变更OS的起动对象时，判定部101参照历史信息522。例如，在第1 OS 21具有执行的历史且第2 OS 22没有执行的历史的情况下，将第2 OS 22作为起动对象。
同样，判定部101在判断为WDT的超时发生原因是AP区域的情况下，变更设定AP区域的起动对象。与OS时同样地，判定部101参照历史信息522，进行AP区域的起动对象的变更。
判定部101向更新标志521代入表示未发生WDT的超时的信息，例如在是图5的说明中使用的例子时代入0(ST207)。
以上结束图8的说明，返回到图7的说明。
判定部101调用程序检查部103，对被分配有作为起动对象而选择出的OS和AP区域的存储区域确认有无问题(ST110)。另外，作为针对存储区域的问题确认方法，可以使用巡回冗余检查、基于和值校验的检查等。
在程序检查部103进行针对存储区域的检查结果是有错误的情况下，不能起动作为起动对象而选择出的OS和AP区域，因而进行起动对象研究处理(ST111)。
使用图9说明被分配有作为起动对象而选择出的OS和AP区域的存储区域有问题时的处理。
在程序检查部103进行检查的结果是被诊断为存储区域有问题的是OS的情况下(ST301)，判定部101参照历史信息522，确认除了当前作为起动对象而选择出的OS以外是否还存在能够变更的OS(ST302)。
在已经选择全部OS作为起动对象而再没有要选择的OS的情况下，即在不能变更的情况下，判定部101将最后将要成为起动对象的OS的信息代入历史信息522并进行记录(ST303)。代入的信息如在图5的说明中叙述的那样，可以是作为起动对象而选择的顺序判明的信息。
然后，判定部101使信息处理装置1停止(ST304)。
返回到ST302，在还有要选择的OS的情况下，即在能够变更的情况下，判定部101选择下一个应起动的OS(ST305)。
在变更OS的起动对象时，判定部101参照历史信息522。例如，在第1 OS 21具有执行的历史且第2 OS 22没有执行的历史的情况下，将第2 OS 22作为起动对象。
判定部101调用程序检查部103，对被分配有作为起动对象而选择出的OS和AP区域的存储区域确认有无问题(ST309)。
在程序检查部103进行对存储区域的检查结果是有错误的情况下，不能起动作为起动对象而选择出的OS和AP区域，因而再次返回到起动对象研究处理的开头(ST301)。在无错误的情况下，进行起动对象研究处理，返回到图5。
返回到在图9中尚未说明的流程的说明。
返回到ST301，在程序检查部103进行检查的结果是被诊断为存储区域有问题的是AP区域的情况下，判定部101确认除了当前作为起动对象而选择出的AP区域以外是否还存在能够变更的AP区域(ST306)。
在已经选择全部AP区域作为起动对象而再没有要选择的AP区域的情况下，即在不能变更的情况下，判定部101将最后将要成为起动对象的AP区域的信息代入历史信息522并进行记录(ST303)。与被诊断为存储区域有问题的是OS时同样地，代入的信息如在图5的说明中叙述的那样，可以是作为起动对象而选择的顺序判明的信息。
然后，判定部101使信息处理装置1停止(ST304)。
返回到ST306，在还有要选择的AP区域的情况下，即在能够变更的情况下，判定部101选择下一个应起动的AP区域(ST307)。
另外，下一个应起动的AP区域的选择方法与OS的情况相同。
判定部101调用程序检查部103，对被分配有作为起动对象而选择出的OS和AP区域的存储区域确认有无问题(ST309)。
在程序检查部103进行对存储区域的检查结果是有错误的情况下，不能起动作为起动对象而选择出的OS和AP区域，因而再次返回到起动对象研究处理的开头(ST301)。在无错误的情况下，结束起动对象研究处理，返回到图5。
结束图9的说明，返回到图7的说明。
判定部101将作为起动对象而选择出的OS和AP区域的信息代入历史信息522并进行记录(ST112)。
判定部101执行OS起动部104，起动作为起动对象而选择出的OS(ST113)。另外，在此假设第1 OS和第2AP区域被选择为起动对象。
判定部101执行通信部105，将作为起动对象而选择出的AP区域的信息通知给作为起动对象而选择出的OS(ST114)。
第1 OS 21的通信部211接收作为起动对象而选择出的AP区域的信息(ST115)。
以后，在第1 OS 21执行AP时，选择部212根据作为起动对象而选择出的AP区域的信息选择第2AP区域32。第1 OS 21起动第2 AP区域32内的AP(ST116)。
另外，在本实施方式中，是通过使用引导程序5内的通信部105和第1 OS 21内的通信部211，进行作为起动对象而选择出的AP区域的信息传递，但也可以由判定部101写入到存储装置4上的某处，在OS起动时对其进行确认。
下面，使用图10和图11说明WDT发生装置5的处理。WDT发生装置5的处理包含从OS和AP接受WDT归零处理时的处理、以及未接受WDT归零处理而发生了WDT的超时时的处理。
图10是WDT发生装置5从OS和AP接受WDT归零处理时的流程图。
在根据OS内的WDT归零处理和AP区域内的WDT归零处理用AP进行WDT归零时，WDT发生装置5读取信号的变化，WDT定时器延长。WDT发生装置5在延长WDT定时器后执行记录部51。
记录部51参照存储区域52，将进行了WDT归零处理的程序的信息记录到归零信息524中(ST401)。另外，在本实施方式中，记录部51将进行了WDT归零处理的程序的信息记录到归零信息524中，但也可以在作为进行WDT归零处理的一侧的OS内的WDT归零处理和WDT归零AP中进行记录。
图11是WDT发生装置5从OS和AP都未接受WDT归零处理，其结果是发生了WDT的超时时的流程图。
WDT发生装置5从OS和AP都未接受WDT归零处理时发生超时，执行记录部51，然后调用对硬件进行复位的功能，再次启动。
记录部51对更新标志521设置发生了WDT的超时的状态(ST501)。
然后，记录部51参照发生次数523，将参照到的值加1(ST502)并记录于发生次数523(ST503)。
然后，WDT发生装置5对信息处理装置1进行复位。
通过形成如上所述的结构，引导程序10参照WDT发生装置5记录的WDT信息520，由此能够选择应作为起动对象的OS和AP区域。并且，作为起动对象的OS从引导程序10接收应作为起动对象的AP区域的信息，由此，能够起动应作为起动对象的AP区域的AP。
另外，根据控制设备，日志的记录介质有时使用闪存那样的改写次数具有限制的器件。在这种情况下，在始终输出大量的动作日志时，闪存的寿命缩短将成为问题。
通过形成如上所述的结构，分别准备通常的和带调试输出功能的OS和AP区域的AP，由此，在故障原因是AP的情况下，OS仍然能够如通常那样，仅将AP区域的AP切换成带调试输出功能，能够抑制不必要的日志信息。其结果是，能够用较少的时间确定问题原因。
标号说明
1信息处理装置；2CPU；3RAM；4存储装置；5WDT发生装置；10引导程序；21第1 OS；22第2 OS；31第1AP区域；32第2AP区域；51记录部；52存储区域；101判定部；102RAM检查部；103程序检查部；104OS起动部；105通信部；211通信部；212选择部；221通信部；222选择部；520WDT信息；521更新标志；522历史信息；523发生次数；524归零信息。

Claims (3)

1.一种信息处理装置，其特征在于，该信息处理装置具有：
记录部，其用于在作为多个应用和多个操作系统的多个程序中，记录进行了看门狗定时器归零的程序；
判定部，其在所述看门狗定时器超时的情况下，参照所述记录部，从多个应用和多个操作系统中判定要执行的应用和要执行的操作系统；
操作系统起动部，其起动由所述判定部判定出的要执行的操作系统；以及
通信部，其将所述要执行的应用通知给所述要执行的操作系统。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，
所述判定部在进行了所述归零的程序是操作系统的情况下，判定为执行与前一次执行的应用相同的应用，在进行了所述归零的程序是应用的情况下，判定为执行与前一次执行的操作系统相同的操作系统。
3.根据权利要求1或2所述的信息处理装置，其特征在于，
所述记录部记录所述看门狗定时器超时的次数，
所述判定部在所述次数超过特定次数的情况下，进行要执行的应用和要执行的操作系统的判定。
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