CN109863479A - 监控数据处理系统的线路 - Google Patents

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Abstract

要求保护一种系统，其包括第一数据处理单元和第二数据处理单元，第一数据处理单元具有第一通信接口且第二数据处理单元具有第二通信接口，第一通信接口和第二通信接口通过信号线路连接，该系统还包括监控单元，其用于借助复位信号将第一数据处理单元和/或第二数据处理单元复位到已定义的工作状态。监控单元借助监控线路与信号线路连接并且还用于：针对数据传输阶段出现的规律性监控在运行中从第一通信接口通过信号线路传输到第二通信接口的信号，上述传输到第二通信接口的信号通过信号的预定的电平发信号来通知在第一通信接口和第二通信接口之间的数据传输阶段；并且在偏离预定的额定值时触发复位信号。

Description

监控数据处理系统的线路
技术领域
本发明涉及一种用于监控数据处理系统的线路。本发明特别涉及将所述系统的数据处理单元从任意的故障状态复位到已定义的工作状态中。
背景技术
在由微控制器控制的仪器中，为了监控程序运行常常使用外部的“监视器”，当控制器中的应用不再按规定执行时，所述监视器触发控制信号(复位信号)。通过这些控制信号可以将微控制器和由微控制器控制的仪器复位。
为此，常常将外部的“监视器”与微控制器的端口引脚连接并且通过控制器中的应用在定义的时间框架内触发(即信号技术响应)。在偏离了定义的时间段的情况下，所述“监视器”可以得出未规范地执行应用的结论并且将微控制器和由其控制的仪器复位到已定义的工作状态(其例如相当于所述微控制器的直接在其打开后的状态)。
发明内容
本发明的目的在于改进现有技术。
根据本发明的系统包括第一数据处理单元和第二数据处理单元，其中，所述第一数据处理单元具有第一通信接口并且所述第二数据处理单元具有第二通信接口，并且所述第一通信接口和所述第二通信接口借助信号线路连接，并且所述系统还包括监控单元，其设置且计划用于，借助复位信号将所述第一数据处理单元和/或所述第二数据处理单元复位到已定义的工作状态中，其中，监控单元借助监控线路与所述信号线路连接并且此外设置且计划用于：针对数据传输阶段出现的规律性监控从所述第一通信接口通过信号线路传输到所述第二通信接口的信号，上述信号通过信号的预定的电平来发信号来通知在所述第一通信接口和所述第二通信接口之间的数据传输阶段：并且在偏离时触发复位信号。
“数据处理单元”的概念应在本说明书和权利要求书的范围内特别理解为一种电子设备，所述电子设备处理数字编码的(按照预定的格式的)数据，即将输入数据转换成输出数据或者由输入数据确定输出数据。此外，“通信接口”的概念应在本说明书和权利要求书的范围内特别理解为一种接口(例如连接端)，通过所述接口能实现电子设备间的数字编码的数据的交换。此外，“信号线路”的概念应在本说明书和权利要求书的范围内特别理解为有线连接的导电的线路，通过所述线路可以在电子设备间交换电信号。此外，“数据传输阶段”的概念应在本说明书和权利要求书的范围内特别理解为通过起始和结束进行限制的连续的时间段，在该时间段中数据在电子设备之间交换。
优选地，第一数据处理单元包括述微控制器并且第二数据处理单元包括移位寄存器。
“微控制器”的概念应在本说明书和权利要求书的范围内特别理解为具有处理器的半导体芯片。此外，“移位寄存器”的概念应在本说明书和权利要求书的范围内特别理解为在串联的存储元件，其存储内容可以在工作周期内从一个存储单元转移到下一个存储单元中。
优选地，第一通信接口包括第一同步串行接口并且第二通信接口包括第二同步串行接口。
“同步串行接口”的概念应在本说明书和权利要求书的范围内特别理解为一种接口，其设置用于建立两个电子设备之间的连接，其中，第一信号线路加载传输时钟信号并且第二信号线路加载与所述传输时钟信号同步的数据信号。
优选地，第一通信接口具有第一串行外设接口(SPI)并且第二通信接口具有第二SPI并且被监控的信号是所述第一SPI的负载信号。
优选地，所述信号线路具有第一和第二部分，所述第一和第二部分的电势通过电势分离装置相互隔离，其中，所述第一部分与所述第一通信接口连接并且所述第二部分与所述第二通信接口连接。
此外，所述系统优选包括第三数据处理单元，其中，所述第三数据处理单元具有第三通信接口，并且第一通信接口和所述第三通信接口借助第二信号线路连接，其中，监控单元还设置且计划用于，借助第二复位信号将所述第三数据处理单元从任意的故障状态复位到已定义的工作状态，其中，所述监控单元借助第二监控线路与所述第二信号线路连接，并且还设置且计划用于：针对传输阶段出现的规律性监控从第一通信接口通过第二信号线路传输到第三通信接口的第二信号，所述第二信号通过所述第二信号的预定的电平发信号来通知在第一通信接口和第三通信接口之间的数据传输阶段；并且在偏离时触发所述第二复位信号。
本发明的方法包括：针对数据传输阶段出现的规律性监控从第一数据处理单元的第一通信接口通过信号线路传输到第二数据处理单元的第二通信接口的信号，所述信号通过预定的电平发信号来通知在所述第一通信接口和所述第二通信接口之间的数据传输阶段；并且在偏离所述规律性时触发复位信号，所述复位信号将所述第一数据处理单元和/或所述第二数据处理单元复位到已定义的工作状态。
优选地，第一数据处理单元包括微控制器并且第二数据处理单元包括移位寄存器。
优选地，第一通信接口具有第一串行外设接口(SPI)并且第二通信接口具有第二SPI，并且被监控的信号为所述第一SPI的负载信号。
此外，所述方法优选包括通过第一数据处理单元接收测量信号、在接收到的测量信号的基础上通过第一数据处理单元生成控制数据、借助信号的预定的电平发信号来通知所述第一通信接口和所述第二通信接口之间的第一数据传输阶段以及在所述第一数据传输阶段器件将控制数据从所述第一通信接口传输到所述第二通信接口。
附图说明
接下来，将借助实施例以详细的说明阐述本发明，其中，参考附图进行阐述，其中：
图1示出根据本发明的系统的第一优选实施例；
图2示出根据本发明的系统的第二优选实施例；
图3示出根据本发明的系统的第三优选实施例；
图4示出根据本发明的系统的第四优选实施例，以及
图5示出用于监控数据处理单元的过程的流程图。
在此，在附图中相同的元件通过相同的附图标记表示并且同类的元件通过以拉丁字母补充的附图标记表示。
具体实施方式
图1示出系统100，该系统包括第一数据处理单元200(主)和第二数据处理单元300(从)。所述第一数据处理单元200包括第一串行外设接口通信接口210(SPI通信接口)并且所述第二数据处理单元300包括第二SPI通信接口310。所述第一SPI通信接口210和所述第二SPI通信接口借助信号线路400a-400d相互连接。然而，就这点要说明的是，本发明不局限于两个通过SPI总线连接的数据处理单元200和300或者一定数量的信号线路400，而是也可以在使用其他同步串行接口或通过信号线路400b-400d发信号来通知数据传输阶段的一般接口时实施。
如图1中所示，四个信号线路400a-400d包括用于传输时钟信号(串行时钟，SCLK)的信号线路400a、用于传输从第一数据处理单元200到第二数据处理单元300的数据(主输出从输入，MOSI)的信号线路400b、用于传输从第二数据处理单元300到第一数据处理单元200的数据(主输入从输出，MISO)的信号线路400c以及用于传输信号(LOAD)的信号线路400d，该信号发信号来通知在所述第一通信接口200和所述第二通信接口300之间的数据传输阶段(例如通过信号线路400d的预定的电平实现)。
虽然图1仅示出第一数据处理单元200和第二数据处理单元300，但理解为，所述系统100如图2所示的那样可以包括其他的数据处理单元300a，其通信接口310a同样连接在信号线路400a、信号线路400b和信号线路400c上并且所述数据处理单元300a具有用于传输信号的单独的信号线路400e，该信号发信号来通知第一通信接口210和相应的其他数据处理单元300a的通信接口310a之间的数据传输阶段。在这种情况下，发信号来通知在第一通信接口210和相应的其他数据处理单元300a的通信接口310a之间的数据传输阶段的信号能够单值地分配给相应的其他数据处理单元300a，而通过所述信号线路400a-400c传输的信号(在没有其他证明的情况下)不允许单值的分配。
如图1和图2所示，所述系统100此外包括监控单元500，所述监控单元借助信号线路510与第二数据处理单元300连接。所述监控单元500设置且计划用于，借助通过信号线路510传输的复位信号(RESET)将第二数据处理单元300从故障状态复位到已定义的工作状态。为此，所述监控单元500监控通过信号线路400d传输的信号(LOAD)。
在存在上述提及的其他数据处理单元300a且所述数据处理单元同样连接在信号线路400a-400c上的情况下，对通过所述信号线路400d传输的信号(LOAD)的监控能实现有针对性地监控在第一数据处理单元200和第二数据处理单元300之间的通信以及能实现基于上述监控选择性地复位所述第二数据处理单元300。反之，在没有其他证据的情况下，由例如对通过信号线路400b和/或信号线路400c传输的信号(MOSI和/或MISO)的唯一监控仅能够得出与第一数据处理单元200连接的第二数据处理单元300和所述其他数据处理单元300a的复位或者整个系统100(包括所述第一数据处理单元200内)的复位，因为在通信故障或(部分)停止时，在没有其他证据的情况下，由对通过信号线路400b和/或信号线路400c传输的信号(MOSI和/或MISO)的唯一监控无法得出，被干扰或者停止的通信是在第一数据处理单元200和第二数据处理单元300之间的通信，还是在第一数据处理单元200和所述其他数据处理单元300a中的一个之间的通信。
为了识别故障状态，监控单元500借助监控线路连接在所述信号线路400d上并且此外设置并且计划用于：针对数据传输阶段出现的规律性监控从第一通信接口210经过信号线路400d传输到第二通信接口310的信号(LOAD)，所述信号发信号来通知在第一通信接口210和第二通信接口310之间的数据传输阶段；并且在偏离时得出存在故障状态的结论。在假设存在故障状态的情况下，可以借助于复位信号将第二数据处理单元300从故障状态复位到已定义的工作状态。
例如，对于在给定的时间段内或在第一数据处理单元200的工作周期的预定的数量范围内的数据传输阶段的数量来说，在低于该数量的下限或者超过该数量的上限时，可以得出偏离了数据传输阶段出现的规律性。此外，在数据传输阶段的数量在给定的时间段内或在第一数据处理单元200的工作周期的预定的数量范围内(剧烈)变化时，可以得出偏离了数据传输阶段出现的规律性。
此外，如果在数据传输阶段之间的停顿的持续时间低于下限和/或超过上限或者(剧烈)变化，则可以得出偏离了数据传输阶段出现的规律性。此外，上述条件可以相互结合，从而例如当同时地或者在预定的时间段中或在第一数据处理单元200的工作周期的预定的数量范围内满足多个条件时，视为得出偏离了数据传输阶段出现的规律性。
此外，要理解的是，所述监控单元500借助信号线路520与第一数据处理单元200连接并且设置且计划用于，借助复位信号(RESET)将第一数据处理单元200从故障状态复位到已定义的工作状态中。例如，信号线路520可以连接在信号线路510上，从而第一数据处理单元200以及第二数据处理单元300都可以通过复位信号(RESET)复位到已定义的工作状态中。
此外，信号线路520可以是单独的信号线路520并且监控单元500可以设置用于，在偏离了数据传输阶段出现的规律性时首先通过复位信号仅将第二数据处理单元300复位到已定义的工作状态，并且仅在例如在预定的时间段中或在数据传输阶段的预定的数量内再次出现故障状态时，将第一数据处理单元200和所述第二数据传输单元300复位到已定义的工作状态。
此外，如图3所示，可以在第一SPI-通信接口210和第二SPI-通信接口310之间设置电势分离装置600。于是，根据所监控的是第一数据处理单元200还是第二数据处理单元300，监控线路可以在第一数据处理单元200和电势分离装置600之间连接到信号线路400d上或者如图3所示的那样在电势分离装置600和第二数据处理单元300之间连接到信号线路400d上。由此，可以避免所述监控线路或信号线路510需要以自身的电势分离来补充。
如图4所示，第二数据处理单元300包括输出移位寄存器320和输入移位寄存器330。在此，输出移位寄存器320连接到信号线路400b上并且输入移位寄存器330连接到信号线路400c上。也就是说，在数据传输阶段将数据从第一数据处理单元200写入到输出移位寄存器320中并且由输入移位寄存器330读取。于是，第二数据处理单元300到已定义的工作状态的复位例如可以包括清除输出移位寄存器320的内容。
特别地，第一数据处理单元200可以在某一数据传输阶段从输入移位寄存器330读取测量数据并且在已读取的测量数据的基础上生成控制数据。于是，可以在该数据传输阶段中或在接下来的数据传输阶段中将所述控制数据写入到输出移位寄存器320中。
图5示出用于监控第一数据处理单元200的过程的流程图。在步骤700中，针对数据传输阶段出现的规律性，所述过程随着对信号线路400d的监控开始。如果确定偏离了所述规律性，那么将第一数据处理单元200和/或第二数据处理单元300在步骤800中复位到已定义的工作状态。所述故障情况的种类在此不重要。更确切地说，在假设任一种故障状态的基础上，通过第一数据处理单元200和/或第二数据处理单元300的复位足以克服该故障状态。
附图标记列表
100、100a 系统
200 数据处理单元
210 通信接口
300 数据处理单元
310 通信接口
320 输出移位寄存器
330 输入移位寄存器
400 信号线路
500 监控单元
510、510a 信号线路
520 信号线路
600 电势分离装置
700、800 过程步骤

Claims (10)

1.系统(100、100a)，其包括：
第一数据处理单元(200)和第二数据处理单元(300)，其中，所述第一数据处理单元(200)具有第一通信接口(210)并且所述第二数据处理单元(300)具有第二通信接口(310)，并且所述第一通信接口(210)和所述第二通信接口(310)通过信号线路(400d)连接；和
监控单元，所述监控单元用于，借助复位信号将所述第一数据处理单元(200)和/或所述第二数据处理单元(300)复位到已定义的工作状态；
其中，监控单元(500)借助监控线路与信号线路(400d)连接，并且所述监控单元还用于：针对数据传输阶段的出现的规律性监控从所述第一通信接口(210)通过信号线路(400)传输到所述第二通信接口(310)的信号，所述信号通过信号的预定的电平发信号来通知在第一通信接口(210)和第二通信接口(310)之间的数据传输阶段；并且在偏离时触发复位信号。
2.根据权利要求1所述的系统(100、100a)，其中，所述第一数据处理单元(200)包括微控制器并且所述第二数据处理单元(300)包括移位寄存器(320、330)。
3.根据权利要求1或2所述的系统(100、100a)，其中，所述第一通信接口(210)包括第一同步串行接口并且所述第二通信接口(310)包括第二同步串行接口。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(100、100a)，其中，所述第一通信接口(210)具有第一串行外设接口，即SPI并且所述第二通信接口(310)具有第二SPI并且被监控的信号为所述第一SPI的负载信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(100、100a)，其中，所述信号线路(400)具有第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分的电势通过电势分离装置(600)相互隔离，其中，所述第一部分与第一通信接口(210)连接并且所述第二部分与第二通信接口(310)连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统(100、100a)，其还包括：
第三数据处理单元(300a)，其中，所述第三数据处理单元(300a)具有第三通信接口(310a)，并且所述第一通信接口(210)和所述第三通信接口(310a)借助第二信号线路(400e)连接，其中，所述监控单元(500)还用于，借助第二复位信号将所述第三数据处理单元(300a)复位到已定义的工作状态，其中，所述监控单元(500)借助所述第二监控线路与所述第二信号线路(400e)连接并且还用于：针对数据传输阶段的出现的规律性监控从所述第一通信接口(210)通过所述第二信号线路(400e)传输到所述第三通信接口(310a)的第二信号，所述第二信号通过信号的预定的电平发信号来通知在第一通信接口(210)和第三通信接口(310a)之间的数据传输阶段；并且在偏离时触发第二复位信号。
7.用于监控第一数据处理单元(200)的方法，其包括：
针对数据传输阶段的出现的规律性，监控(700)从第一数据处理单元(200)的第一通信接口(210)通过信号线路(400d)传输到第二数据处理单元(300)的第二通信接口(310)的信号，所述信号通过预定的电平发信号来通知在第一通信接口(210)和第二通信接口(310)之间的数据传输阶段；和
在偏离所述规律性时，触发(800)复位信号，所述复位信号将所述第一数据处理单元(200)和/或所述第二数据处理单元(300)复位到已定义的工作状态。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一数据处理单元(200)包括微控制器并且所述第二数据处理单元(300)包括移位寄存器(320、330)。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述第一通信接口(210)具有第一串行外设接口，即SPI，并且所述第二通信接口(310)具有第二SPI并且被监控的信号为所述第一SPI的负载信号。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其还包括：
通过所述第一数据处理单元(200)接收测量数据；
通过所述第一数据处理单元(200)在接收到的测量数据的基础上生成控制数据；
借助于预定的电平发信号来通知在所述第一通信接口(210)和所述第二通信接口(310)之间的第一数据传输阶段；和
在所述第一数据传输阶段将控制数据从所述第一通信接口(210)传输到所述第二通信接口(310)上。
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