CN111352755A - 硬件看门狗设备和电子控制电路板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬件看门狗设备和电子控制电路板，其中，硬件看门狗设备包括：通信接口，通信接口与受监控设备相连，通信接口用于接收受监控设备发送的信息，其中，信息包括看门狗配置指令、看门狗配置参数和喂狗信号；复位信号发生器，复位信号发生器用于生成复位信号；转换器，转换器与受监控设备相连，转换器用于将复位信号转换成复位使能信号并输入至受监控设备，以使受监控设备根据复位使能信号进行复位；控制器，控制器分别与通信接口和复位信号发生器相连。该硬件看门狗设备，能够使复位信号不易受干扰，保证了受监控设备的有效复位，稳定安全性好。

Description

硬件看门狗设备和电子控制电路板

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种硬件看门狗设备和一种电子控制电路板。

背景技术

通过CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)芯片实现看门狗功能时，经CPLD芯片一个IO端口将受监控设备的喂狗信号输入CPLD芯片，经CPLD芯片另一个IO端口将复位信号输入至受监控设备。一段时间内，若CPLD芯片接收的喂狗信号有高低电平变化，则表示受监控设备工作正常，CPLD芯片输出高电平信号；若CPLD芯片接收的喂狗信号没有电平变化，则判断受监控设备异常或死掉，CPLD芯片输出低电平信号。

上述现有技术虽然可以节约成本，节省主板的布局布线空间，提高服务器运行的稳定性，但该技术的可靠性、安全性、通用性、兼容性等性能不够好，具体缺点及原因如下：

1)可靠性较差，原因为经一个IO端口将受监控设备的喂狗信号输入CPLD芯片，喂狗信号仅有高低电平的变化，易受干扰，干扰造成的喂狗信号的高低电平变化将导致CPLD芯片误判为受监控设备输出的喂狗信号有高低电平变化，当受监控设备异常或死掉时，干扰导致的误判使CPLD芯片实现的硬件看门狗不能识别或不能及时识别受监控设备异常或死掉；

2)安全性较差，原因为经CPLD芯片另一个IO端口将复位信号输入至受监控设备，该复位信号仅有高低电平的变化，易受干扰，干扰造成的复位信号的高低电平变化将导致受监控设备正常工作时被复位，对硬件看门狗应用电路稳定安全造成影响；

3)通用性、兼容性较差，原因为上述技术实现的看门狗监控时长等在Verilog编程后已经固定，需要通过重新编程才能进行修改，不能灵活调整；上述技术实现的看门狗应是上电默认开启看门狗而不可关闭，不能满足某些应用的需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种硬件看门狗设备，该设备能够使输入至受监控设备的复位使能信号不易受干扰，保证了受监控设备的有效复位，稳定安全性好。

本发明的另一个目的在于提出一种电子控制电路板。

为达到上述目的，本发明的第一方面实施例提出了一种硬件看门狗设备，包括：通信接口，所述通信接口与受监控设备相连，所述通信接口用于接收所述受监控设备发送的信息，其中，所述信息包括看门狗配置指令、看门狗配置参数和喂狗信号；复位信号发生器，所述复位信号发生器用于生成复位信号；转换器，所述转换器与所述受监控设备相连，所述转换器用于将所述复位信号转换成复位使能信号并输入至所述受监控设备，以使所述受监控设备根据所述复位使能信号进行复位；控制器，所述控制器分别与所述通信接口、所述复位信号发生器相连，所述控制器用于根据所述通信接口接收到的信息对所述复位信号发生器进行控制。

根据本发明实施例的硬件看门狗设备，通过转换器将复位信号转换成复位实行信号，使得复位信号不易受干扰，保证了受监控设备的有效复位，稳定安全性好。

另外，本发明实施例的硬件看门狗设备还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述通信接口为串行外设接口SPI。

在一些示例中，所述看门狗配置指令包括看门狗开启指令和看门狗关闭指令，看门狗配置参数包括看门狗监控时长和复位信号输出时长，喂狗信号包括特定指令和/或所述通信接口接收到的所述受监控设备发送的SPI信息。

在一些实例中，所述的硬件看门狗设备，还包括：计时器，所述计时器用于计时；其中，所述控制器还与计时器相连，所述控制器还用于根据所述通信接口接收到的信息对所述计时器进行控制，以及根据所述信息和所述计时器的计时时间对所述复位信号发生器进行控制。

在一些示例中，所述计时器包括：第一定时计数器和第二定时计数器；其中，所述控制器还分别与所述第一定时计数器和所述第二定时计数器相连，所述控制器用于控制所述第一定时计数器在看门狗监控时长范围内进行计数和控制所述第一定时计数器将计数清零，以及控制所述第二定时计数器在所述复位信号输出时长内进行计数和控制所述第二定时计数器将计数清零。

在一些示例中，所述复位信号为方波信号，所述复位使能信号为低电平信号。

在一些示例中，所述通信接口、所述计时器、所述复位信号发生器和所述控制器通过CPLD芯片实现。

进一步地，所述CPLD芯片上还设置有置位信号发生器，所述置位信号发生器用于生成置位信号，其中，所述转换器还与所述置位信号发生器相连，所述转换器还用于将所述置位信号转换为屏蔽信号，并输入至所述受监控设备。

为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电子控制电路板，包括：受监控设备；上述的硬件看门狗设备。

本发明实施例的电子控制电路板，采用上述的硬件看门狗设备，使得复位信号不易受干扰，稳定安全性好。

另外，根据本发明实施例的电子控制电路板还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述受监控设备为MCU(Micro-controller Unit，微控制单元)芯片或者MPU((Micro Processor Unit，微处理单元)芯片。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的硬件看门狗设备的结构示意图；

图2是根据本发明一个具体实施例的硬件看门狗设备的结构示意图；

图3是根据本发明一个示例的硬件看门狗设备的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的电子控制电路板的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的硬件看门狗设备和电子控制电路板。

图1是根据本发明实施例的硬件看门狗设备的结构示意图。

如图1所示，硬件看门狗设备100包括：通信接口110、复位信号发生器130、转换器140和控制器150。

其中，通信接口110与受监控设备200相连，通信接口110用于接收受监控设备150发送的信息，其中，信息包括看门狗配置指令、看门狗配置参数和喂狗信号；复位信号发生器130用于生成复位信号；转换器130与受监控设备200相连，转换器140用于将复位信号转换成复位使能信号并输入至受监控设备200，以使受监控设备200根据复位使能信号进行复位；控制器150分别与通信接口110、复位信号发生器130相连，控制器150用于根据通信接口110接收到的信息对复位信号发生器130进行控制。

在该实施例中，看门狗配置指令包括但不限于看门狗开启指令和看门狗关闭指令，看门狗配置参数包括但不限于看门狗监控时长和复位信号输出时长，喂狗信号包括但不限于特定指令和/或通信接口接收到的受监控设备200发送的SPI信息。

可选地，复位信号为方波信号，复位使能信号为低电平信号。

进一步地，如图2所示，硬件看门狗设备100还可包括用于计时的计时器120，控制器150还与计时器120相连，控制器150用于根据通信接口110接收到的信息对计时器120进行控制，以及根据上述信息和计时器120的计时时间对复位信号发生器130进行控制。

具体地，硬件看门狗设备100上电后，硬件看门狗默认为关闭，此时通信接口110可接收受监控设备200发送的看门狗配置参数。当通信接口110接收到受监控设备200发送的看门狗配置参数时，控制器150可更改硬件看门狗相关执行参数。当通信接口110接收到受监控设备200发送的看门狗开启指令，控制器150开始监控喂狗信号，同时控制计时器120开始计时。

进一步地，在每个时钟的上升沿，如果通信接口110接收到受监控设备200发送的喂狗信号，控制器150则控制计时器120计时清零；如果通信接口110没有接收到受监控设备200发送的喂狗信号，控制器150则控制计时器120计时加1。当计时器120的计时时间达到看门狗监控时长时，控制器150控制复位信号发生器130生成并输出方波复位信号至转换器140，通过转换器140将方波复位信号转换成低电平复位使能信号，并输出至受监控设备200，以便受监控设备200进行复位。

由此，该硬件看门狗设备，能够使复位信号不易受干扰，保证了受监控设备的有效复位，稳定安全性好。

在本发明的一个实施例中，受监控设备200可以为MCU芯片或者MPU芯片。

在该实施例中，通信接口110可为SPI接口(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)。由此，使得喂狗信号不易受干扰，可靠性高。

在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，计时器120包括：第一定时计数器121和第二定时计数器122。

在该实施例中，控制器150还分别与第一定时计数器121和第二定时计数器122相连，控制器150用于控制第一定时计数器121在看门狗监控时长范围内进行计数和控制第一定时计数器121将计数清零，以及控制第二定时计数器122在复位信号输出时长内进行计数和控制第二定时计数器122将计数清零。

在本发明的一个示例中，如图3所示，通信接口110、计时器120、复位信号发生器130和控制器150通过CPLD芯片300实现。

在该示例中，如图3所示，CPLD芯片300还可包括置位信号发生器310，用于生成置位信号，如高电平信号或低电平信号，该置位信号发生器310与控制器150相连。具体地，CPLD芯片300的SPI接口(即通信接口110)与受监控设备200相连，以通过SPI接口接收受监控设备200发送的看门狗配置指令、看门狗配置参数和喂狗信号。复位信号发生器130和置位信号发生器310均可通过CPLD的一个IO端口输出相应信号至转换器140，其中，转换器140可将方波复位信号转换为低电平复位使能信号并输入至受监控设备200的复位使能端(低电平使能)，以使受监控设备200进行复位；以及可将置位信号(如高电平信号或低电平信号)转换为屏蔽信号(高电平信号)并输入至受监控设备200的复位使能端。此时，任何可以实现将方波信号转换成低电平信号，并可以将高电平信号或低电平信号转换成高电平信号的模块，均可作为上述转换器140。

下面结合图3说明基于CPLD芯片的硬件看门狗功能的实现过程：

1)COLD芯片的硬件看门狗默认为关闭。

2)通信接口110接收到看门狗参数，控制器150更改看门狗相关执行参数，包括看门狗监控时长、复位信号输出时长等。

3)通信接口110接收到看门狗开启指令后，控制器150开始监控喂狗信号。

具体地，通信接口110接收到看门狗开启指令后，控制器150开始监控喂狗信号，同时控制第一定时计数器121开始工作。

4)在看门狗监控时长范围内，每个时钟的上升沿，通信接口110接收到喂狗信号，喂狗信号寄存器电平取反产生边沿触发信号有边沿变化，控制器150控制第一定时计数器121清零。

5)在看门狗监控时长范围内，每个时钟的上升沿，通信接口110未接收到喂狗信号，喂狗信号寄存器电平取反产生边沿触发信号没有边沿变化，控制器150控制第一定时计数器121计数累加1。

6)第一定时计数器121的计数值对应的时长达到看门狗监控时长时，控制器150控制复位信号发生器130生成并输出复位信号，时间为复位信号输出时长；否则一直控制置位信号发生器310输出置位信号。

具体地，如果第一定时计数器121的计数值对应的时长达到看门狗监控时长，控制器150则控制复位信号发生器130生成并输出方波复位信号，进而通过转换器140将方波复位信号转换成低电平复位使能信号至受监控设备200，以使受监控设备200进行复位，同时控制第二定时计数器122开始工作。当复位信号发生器130输出方波复位信号的时长达到复位信号输出时长后，控制器150控制置位信号发生器310生成并输出高电平信号或低电平信号，使受监控设备200在复位后能重新启动。其中，看门狗监控时长应大于复位信号输出时长与受监控设备200重新启动并发出喂狗信号的总时长。

7)通信接口110接收到看门狗关闭指令，控制器150停止监控喂狗信号，并将计时器120清零。

具体地，通信接口110接收到看门狗关闭指令时，若复位信号发生器130正在输出方波复位信号，则在输出方波复位信号达到设置时长之后，关闭硬件看门狗；若复位信号发生器130未正在输出方波复位信号，则直接关闭硬件看门狗；硬件看门狗关闭后，控制器150控制第一定时计数器121和第二定时计数器122将计数清零。

需要说明的是，将上述过程通过Verilog编程实现，即可在CPLD芯片上实现硬件看门狗功能。

综上所述，本发明的硬件看门狗设备，具有如下优点：

1)喂狗信号通过CPLD芯片是否接收到受监控设备的SPI信息来判断，不易受干扰，可靠性高；

2)CPLD芯片输出的复位信号为方波信号，由转换器将方波信号转换为低电平信号输入至受监控设备，复位信号不易因受干扰导致受监控设备异常复位，提高了硬件看门狗设备应用电路的稳定安全性；

3)受监控设备可根据需求配置看门狗监控时长等参数，实现灵活应用，通用性和兼容性较好。

图4是根据本发明的电子控制电路板的结构示意图。

如图4所示，该电子控制电路板1000包括：上述实施例的硬件看门狗设备100和受监控设备200。

在本发明的一个实施例中，受监控设备200可以为MCU芯片或者MPU芯片。

本发明实施例的电子控制电路板，采用上述的硬件看门狗设备，喂狗信号、复位信号均不易受干扰，可靠性高，稳定安全性好，且受监控设备可根据需求配置看门狗监控时长等参数，实现灵活应用，通用性和兼容性较好。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种硬件看门狗设备，其特征在于，包括：

通信接口，所述通信接口与受监控设备相连，所述通信接口用于接收所述受监控设备发送的信息，其中，所述信息包括看门狗配置指令、看门狗配置参数和喂狗信号；

复位信号发生器，所述复位信号发生器用于生成复位信号；

转换器，所述转换器与所述受监控设备相连，所述转换器用于将所述复位信号转换成复位使能信号并输入至所述受监控设备，以使所述受监控设备根据所述复位使能信号进行复位；

控制器，所述控制器分别与所述通信接口和所述复位信号发生器相连，所述控制器用于根据所述通信接口接收到的信息对所述复位信号发生器进行控制。

2.如权利要求1所述的硬件看门狗设备，其特征在于，所述通信接口为串行外设接口SPI。

3.如权利要求2所述的硬件看门狗设备，其特征在于，所述看门狗配置指令包括看门狗开启指令和看门狗关闭指令，看门狗配置参数包括看门狗监控时长和复位信号输出时长，喂狗信号包括特定指令和/或所述通信接口接收到的所述受监控设备发送的SPI信息。

4.如权利要求1所述的硬件看门狗设备，其特征在于，还包括：

计时器，所述计时器用于计时；

其中，所述控制器还与计时器相连，所述控制器还用于根据所述通信接口接收到的信息对所述计时器进行控制，以及根据所述信息和所述计时器的计时时间对所述复位信号发生器进行控制。

5.如权利要求4所述的硬件看门狗设备，其特征在于，所述计时器包括：

第一定时计数器和第二定时计数器；

其中，所述控制器还分别与所述第一定时计数器和所述第二定时计数器相连，所述控制器用于控制所述第一定时计数器在看门狗监控时长范围内进行计数和控制所述第一定时计数器将计数清零，以及控制所述第二定时计数器在所述复位信号输出时长内进行计数和控制所述第二定时计数器将计数清零。

6.如权利要求1所述的硬件看门狗设备，其特征在于，所述复位信号为方波信号，所述复位使能信号为低电平信号。

7.如权利要求4所述的硬件看门狗设备，其特征在于，所述通信接口、所述计时器、所述复位信号发生器和所述控制器通过CPLD芯片实现。

8.如权利要求7所述的硬件看门狗设备，其特征在于，所述CPLD芯片上还设置有置位信号发生器，所述置位信号发生器用于生成置位信号，其中，

所述转换器还与所述置位信号发生器相连，所述转换器还用于将所述置位信号转换为屏蔽信号，并输入至所述受监控设备。

9.一种电子控制电路板，其特征在于，包括：

受监控设备；

如权利要求1-8中任一项所述的硬件看门狗设备。

10.如权利要求9所述的电子控制电路板，其特征在于，所述受监控设备为MCU芯片或者MPU芯片。

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