CN108153605A - 一种看门狗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种看门狗装置，该看门狗装置包括：分频电路，分频电路用于将系统时钟分频为固定时间间隔的脉冲信号；喂狗信号采样模块，喂狗信号采样模块用于根据固定时间间隔的脉冲信号，进行喂狗信号的采集；喂狗信号采样模块上设有第一计数器，喂狗信号采样模块根据第一计数器的配置参数和固定时间间隔，确定喂狗信号的监控时间，以及在监控时间内，喂狗信号采样模块在确定喂狗信号的电平未发生变化的情况下，触发看门狗功能。本发明的看门狗装置可满足绝大多数板卡需求，进而大幅减少设计时间。

Description

一种看门狗装置
技术领域
本发明涉及计算机通信领域，具体来说，涉及一种看门狗装置。
背景技术
在计算机通信领域，板卡中通常会使用看门狗装置来监控核心MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)的工作，在MCU上层程序锁死或失效后对MCU进行硬件复位，使上层程序重启，进而保证板卡所在系统的稳定性。随着CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)或FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程门阵列)可编程逻辑器件的广泛应用，在硬件设计时，若板卡中已存在CPLD/FPGA器件，一般会设计具有看门狗功能的逻辑电路，并烧写至可编程器件中以替代专用芯片。
此外，现有的看门狗电路必须具备两个关键信号：第一个关键信号是MCU发出的喂狗信号，该信号用来向看门狗电路说明此时MCU正在运行，喂狗信号一般是一个固定频率的时钟信号或随机的脉冲信号；第二个关键信号是看门狗电路发出的MCU硬件复位信号，当看门狗检测到喂狗信号在某段时间内不再变化时，便发出复位信号对MCU进行硬件复位。然而现有的看门狗逻辑电路一般针对某一款MCU进行设计，不同的MCU产生的喂狗信号频率不同，且不同MCU对喂狗监控时间、看门狗输出的复位信号脉冲宽度时间等均有要求，当MCU更换后之前设计的逻辑电路无法继续使用。
另外，现有看门狗逻辑电路还无法提供当前看门狗功能是否被关闭的反馈，从而在MCU每次更新自身代码前都应关闭看门狗，并需要再次确认此关闭命令是否有效的执行，从而保证MCU在更新期间不会被异常复位。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种看门狗装置。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种看门狗装置，该看门狗装置包括：分频电路，分频电路用于将系统时钟分频为固定时间间隔的脉冲信号；喂狗信号采样模块，喂狗信号采样模块用于根据固定时间间隔的脉冲信号，进行喂狗信号的采集；喂狗信号采样模块上设有第一计数器，喂狗信号采样模块根据第一计数器的配置参数和固定时间间隔，确定喂狗信号的监控时间，以及在监控时间内，喂狗信号采样模块在确定喂狗信号的电平未发生变化的情况下，触发看门狗功能。
根据本发明的一个实施例，看门狗装置还包括：复位信号循环产生模块，复位信号循环产生模块用于在看门狗功能被触发的情况下，产生复位脉冲。
根据本发明的一个实施例，还包括：复位信号循环产生模块上设有第二计数器，复位信号采样模块根据第二计数器的配置参数和固定时间间隔，确定复位信号循环产生模块的循环时间。
根据本发明的一个实施例，还包括：复位信号循环产生模块上设有第三计数器，复位信号循环产生模块根据第三计数器的配置参数和固定时间间隔，调整复位脉冲的脉冲宽度。
根据本发明的一个实施例，还包括：复位信号循环产生模块用于接收微控制单元发送的使能信号，并将看门狗装置的状态信息反馈至为控制单元。
根据本发明的一个实施例，使能信号包括：打开信号和关闭信号。
根据本发明的一个实施例，还包括：喂狗信号采样模块在确定喂狗信号的电平发生变化的情况下，重置第一计时器。
本发明的有益技术效果在于：
本发明通过分频电路将系统时钟分频为固定时间间隔的脉冲信号，以及喂狗信号采样模块根据固定时间间隔的脉冲信号，进行喂狗信号的采集，以及在喂狗信号采样模块上设有第一计数器，喂狗信号采样模块根据第一计数器的配置参数和固定时间间隔，确定喂狗信号的监控时间，从而在监控时间内喂狗信号电平无任何变化，则触发看门狗功能，从而通过该简易配置后的看门狗装置可满足绝大多数板卡需求，进而大幅减少设计时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的CPLD/FPGA和MCU的信号交互示意图；
图2是根据本发明实施例的看门狗装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种看门狗装置。
如图2所示，根据本发明实施例的看门狗装置包括：分频电路，分频电路用于将系统时钟分频为固定时间间隔的脉冲信号；喂狗信号采样模块，喂狗信号采样模块用于根据固定时间间隔的脉冲信号，进行喂狗信号的采集；喂狗信号采样模块上设有第一计数器，喂狗信号采样模块根据第一计数器的配置参数和固定时间间隔，确定喂狗信号的监控时间，以及在监控时间内，喂狗信号采样模块在确定喂狗信号的电平未发生变化的情况下，触发看门狗功能。
借助于本发明的上述技术方案，通过分频电路将系统时钟分频为固定时间间隔的脉冲信号，以及喂狗信号采样模块根据固定时间间隔的脉冲信号，进行喂狗信号的采集，以及在喂狗信号采样模块上设有第一计数器，喂狗信号采样模块根据第一计数器的配置参数和固定时间间隔，确定喂狗信号的监控时间，从而在监控时间内喂狗信号电平无任何变化，则触发看门狗功能，从而通过该简易配置后的看门狗装置可满足绝大多数板卡需求，进而大幅减少设计时间。
根据本发明的一个实施例，看门狗装置还包括：复位信号循环产生模块，复位信号循环产生模块用于在看门狗功能被触发的情况下，产生复位脉冲。
根据本发明的一个实施例，还包括：复位信号循环产生模块上设有第二计数器，复位信号采样模块根据第二计数器的配置参数和固定时间间隔，确定复位信号循环产生模块的循环时间。
根据本发明的一个实施例，还包括：复位信号循环产生模块上设有第三计数器，复位信号循环产生模块根据第三计数器的配置参数和固定时间间隔，调整复位脉冲的脉冲宽度。
根据本发明的一个实施例，还包括：复位信号循环产生模块用于接收微控制单元发送的使能信号，并将看门狗装置的状态信息反馈至为控制单元。
根据本发明的一个实施例，使能信号包括：打开信号和关闭信号。
根据本发明的一个实施例，还包括：喂狗信号采样模块在确定喂狗信号的电平发生变化的情况下，重置第一计时器。
为了更好的描述本发明的技术方案，下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。
本发明提出了一种看门狗装置，如图1所示，在CPLD/FPGA器件中设置有看门狗装置，该看门狗装置以系统时钟为基准，监控微控制单元发出的喂狗信号，当喂狗信号在经过监控时间后仍然无变化，则看门狗装置发出复位脉冲对微控制单元进行复位，此外，该看门狗装置还可被监控微控制单元通过发送看门狗使能信号的方式从外部开启或关闭，同时该看门狗装置还可将该看门狗装置的状态(例如，开启或关闭等)直接反馈给微控制单元。另外，其可在看门狗装置上设置状态反馈管脚，从而便于MCU(微控制单元)查看外部看门狗是否被使能。
此外，实际应用中的看门狗装置的通用性问题主要受如下参数影响：不同微控制单元的要求的最小复位脉冲宽度不同，一般会是一个毫秒级的低脉冲，特殊应用可能会要求持续较长的秒级低电平复位脉冲；喂狗监控时间作为看门狗的重要参数在不同的系统中有秒级至分钟级的定制化需求；微控制单元发出的喂狗信号由软件配置，不同的代码会导致信号频率存在较大差异。本发明在设计看门狗装置时引入三个可配置的计数器，其中，如下图2所示，喂狗信号采样模块中的计数器A为第一计数器，复位信号循环产生模块中的计数器A为第二计数器，复位信号循环产生模块中的计数器B为第三计数器，从而开发人员需要在进行MCU更换时，可针对目标系统需求对计数器A与计数器B的参数进行配置。
另外，如图2所示，看门狗装置使用分频电路将系统时钟分频为固定时间间隔的脉冲信号，该固定时间间隔可根据实际需求进行设置，例如，根据本发明的一个实施例，该看门狗装置的固定时间间隔为10ms。随后，喂狗信号采样模块使用此固定时间间隔脉冲的上升沿对输入的喂狗信号进行采样，若采集到的喂狗信号在看门狗装置的监控时间内没有任何变化，则看门狗装置的功能被触发，此时复位信号循坏产生模块被使能；若在监控时间内喂狗信号有任何高低电平的变化，则喂狗信号采样模块中的计数器A重新计数，如此即可达到监控信号跳变有效的目的，进而忽略了输入信号的频率不同，同时，该看门狗装置对喂狗信号的监控方式为信号跳变的方式，从而解决了因MCU上层软件不同导致喂狗信号频率不同的问题。
此外，看门狗装置的喂狗信号的监控时间与复位信号循坏产生模块的循环时间(由于复位脉冲会以固定时间间隔重复发出，此处的循环时间是指两个复位脉之间的时间间隔)均为计数器A所配置的参数与固定时间间隔的乘积，复位信号脉冲(或复位脉冲)宽度为计数器B所配置的参数与固定时间间隔的乘积，故在进行MCU更换时，只要设置计数器A及计数器B的参数，即可将本逻辑电路快速应用至新系统中。此外，该看门狗装置的复位脉冲宽度及喂狗信号的监控时间还可以用固定时间间隔为最小单位进行配置。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过分频电路将系统时钟分频为固定时间间隔的脉冲信号，以及喂狗信号采样模块根据固定时间间隔的脉冲信号，进行喂狗信号的采集，以及在喂狗信号采样模块上设有第一计数器，喂狗信号采样模块根据第一计数器的配置参数和固定时间间隔，确定喂狗信号的监控时间，从而在监控时间内喂狗信号电平无任何变化，则触发看门狗功能，从而通过该简易配置后的看门狗装置可满足绝大多数板卡需求，进而大幅减少设计时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种看门狗装置，其特征在于，包括：
分频电路，所述分频电路用于将系统时钟分频为固定时间间隔的脉冲信号；
喂狗信号采样模块，所述喂狗信号采样模块用于根据所述固定时间间隔的脉冲信号，进行喂狗信号的采集；
所述喂狗信号采样模块上设有第一计数器，所述喂狗信号采样模块根据所述第一计数器的配置参数和所述固定时间间隔，确定所述喂狗信号的监控时间，以及在所述监控时间内，所述喂狗信号采样模块在确定所述喂狗信号的电平未发生变化的情况下，触发看门狗功能。
2.根据权利要求1所述的看门狗装置，其特征在于，所述看门狗装置还包括：
复位信号循环产生模块，所述复位信号循环产生模块用于在所述看门狗功能被触发的情况下，产生复位脉冲。
3.根据权利要求2所述的看门狗装置，其特征在于，还包括：
所述复位信号循环产生模块上设有第二计数器，所述复位信号采样模块根据所述第二计数器的配置参数和所述固定时间间隔，确定所述复位信号循环产生模块的循环时间。
4.根据权利要求2所述的看门狗装置，其特征在于，还包括：
所述复位信号循环产生模块上设有第三计数器，所述复位信号循环产生模块根据所述第三计数器的配置参数和所述固定时间间隔，调整所述复位脉冲的脉冲宽度。
5.根据权利要求2所述的看门狗装置，其特征在于，还包括：
所述复位信号循环产生模块用于接收微控制单元发送的使能信号，并将所述看门狗装置的状态信息反馈至所述为控制单元。
6.根据权利要求5所述的看门狗装置，其特征在于，所述使能信号包括：打开信号和关闭信号。
7.根据权利要求1所述的看门狗装置，其特征在于，还包括：
所述喂狗信号采样模块在确定所述喂狗信号的电平发生变化的情况下，重置所述第一计时器。
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