CN112257217A - 汽车控制器内核状态监控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车控制器内核状态监控系统和方法、实现该方法的计算机可读存储介质。汽车控制器内核状态监控系统包括：内核状态获取模块，其配置成周期性地和/或选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息，其中监控信息包括电子控制单元（ECU）负载率和异常复位信息；以及信息传输模块，其配置成将获取的一个或多个监控信息传输至分析装置以用于对内核状态进行分析。汽车控制器内核状态监控方法，其包括以下步骤：周期性地和/或选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息，其中监控信息包括电子控制单元（ECU）负载率和异常复位信息；以及将获取的一个或多个监控信息传输至分析装置以用于对内核状态进行分析。

Description

汽车控制器内核状态监控系统和方法

技术领域

本发明涉及汽车电子模块状态监控领域。具体而言，本发明涉及一种汽车控制器内核状态监控方法和系统。

背景技术

在车用控制器开发过程中，大多数功能性缺陷在实验室开发过程中已暴露并解决，能够流到整车上的缺陷较少。但开发后期发现的缺陷往往是在电子实验室中难以复现的小概率问题，或者是发生后难以调查的问题，比如控制器小概率死机、无法休眠、静态电流超标等，甚至还有些问题可能只在整车环境才复现。然而，整车上并没有像实验室这样的调试环境，甚至可能无法拆卸电子模块，因此难以获取准确的软件运行时关键信息。上述原因使得整车上的缺陷调查极为困难，研发人员需要在现场调查和台架复现之间反复确认，严重影响项目开发进度。

发明内容

因此，为了便于发现和分析汽车控制器的故障原因，需要一种汽车控制器内核状态监控系统和方法。

为实现以上目的的一个或多个，本发明提供以下技术方案。

按照本发明的第一方面，提供一种汽车控制器内核状态监控系统，其包括：内核状态获取模块，其配置成周期性地和/或选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息，其中监控信息包括电子控制单元（ECU）负载率和异常复位信息；以及信息传输模块，其配置成将获取的一个或多个监控信息传输至分析装置以用于对内核状态进行分析。

根据本发明一实施例的汽车控制器内核状态监控系统，其中，内核状态获取模块还包括：ECU负载计算模块，其配置成计算定义为：1000*(1-固定指令绝对耗时/固定指令被拉长后的耗时)的ECU负载率。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的汽车控制器内核状态监控系统，其中，内核状态获取模块还包括：异常复位分析模块，其配置成利用硬件定时器的中断对异常复位情况进行监控，异常复位情况包括软件死循环导致的看门狗定时器（WDT）喂狗异常。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的汽车控制器内核状态监控系统，其还包括：故障检测模块，其配置成在检测到满足预设错误阈值的数据的情况下，向内核状态获取模块发送指令以用于选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的汽车控制器内核状态监控系统，其中监控信息还包括下列项目中的一个或多个：上电时间、开机时间、堆栈信息以及唤醒源记录信息。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的汽车控制器内核状态监控系统，其中信息传输模块的传输包括：将获取的监控信息传输到计算机诊断设备；将获取的监控信息传输到外部存储器；或者将获取的监控信息传输到远程终端。

按照本发明的第二方面，提供一种汽车控制器内核状态监控方法，其包括以下步骤：周期性地和/或选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息，其中监控信息包括电子控制单元（ECU）负载率和异常复位信息；以及将获取的一个或多个监控信息传输至分析装置以用于对内核状态进行分析。

根据本发明一实施例的汽车控制器内核状态监控方法，其还包括：计算定义为：1000*(1-固定指令绝对耗时/固定指令被拉长后的耗时)的ECU负载率。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的汽车控制器内核状态监控方法，其还包括：利用硬件定时器的中断对异常复位情况进行监控，所述异常复位情况包括软件死循环导致的看门狗定时器（WDT）喂狗异常。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的汽车控制器内核状态监控方法，其还包括：在检测到满足预设错误阈值的数据的情况下，向内核状态获取模块发送指令以用于选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个所述监控信息。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的汽车控制器内核状态监控方法，其中监控信息还包括下列项目中的一个或多个：上电时间、开机时间、堆栈信息以及唤醒源记录信息。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的汽车控制器内核状态监控方法，其中所述传输包括：将获取的监控信息传输到计算机诊断设备；将获取的监控信息传输到外部存储器；或者将获取的监控信息传输到远程终端。

按照本发明的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，该程序可在被处理器执行时实现：如本发明第二方面任一实施例所述的汽车控制器内核状态监控方法。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：

图1为根据本发明一实施例的汽车控制器内核状态监控系统的示意性框图；

图2为根据本发明一实施例的利用硬件定时器的中断对异常复位情况进行监控的时序图；

图3为根据本发明一实施例的汽车控制器内核状态监控方法的流程图；

图4为根据本发明一实施例的计算ECU负载率的方法的流程图；以及

图5为根据本发明一实施例的计算机可读存储介质的示意性框图。

具体实施方式

在本说明书中，参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。

诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。

下文参考根据本发明实施例的方法和系统的流程图说明、框图和/或流程图来描述本发明。将理解这些流程图说明和/或框图的每个框、以及流程图说明和/或框图的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以构成机器，以便由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的这些指令创建用于实施这些流程图和/或框和/或一个或多个流程框图中指定的功能/操作的部件。

可以将这些计算机程序指令加载到计算机或其它可编程数据处理器上以使一系列的操作步骤在计算机或其它可编程处理器上执行，以便构成计算机实现的进程，以使计算机或其它可编程数据处理器上执行的这些指令提供用于实施此流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能或操作的步骤。还应该注意在一些备选实现中，框中所示的功能/操作可以不按流程图所示的次序来发生。例如，依次示出的两个框实际可以基本同时地执行或这些框有时可以按逆序执行，具体取决于所涉及的功能/操作。

图1为根据本发明一实施例的汽车控制器内核状态监控系统100的示意性框图。汽车控制器内核状态监控系统100可以包括内核状态获取模块110和信息传输模块120。该内核状态获取模块110配置成周期性地和/或选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息。在一个实施例中，周期性可以指内核状态获取模块110按照预设的或默认的时间间隔，每隔某一时间间隔便获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息。选择性可以指根据指令或预设条件来对监控信息中的部分进行获取和存储。其中可以使用非瞬态电子可读介质来存储监控信息中的部分。非瞬态电子可读介质的示例包括各种盘、存储棒、存储卡、存储器模块等。电子可读介质可以基于闪速存储技术、光学存储技术、磁性存储技术、全息存储技术、或任何其它存储技术。在适当的情况下，本发明中的其它模块也可以周期性地和/或选择性地执行器功能。其中监控信息可以包括但不限于电子控制单元（ECU）负载率和异常复位信息。监控信息还可以包括下列项目中的一个或多个：上电时间、开机时间、堆栈信息以及唤醒源记录信息等。

在一个实施方式中，内核状态获取模块110还包括ECU负载计算模块112，所述ECU负载计算模块112配置成计算定义为：1000*(1-固定指令绝对耗时/固定指令被拉长后的耗时)的ECU负载率。具体地，将如下文关于图4所描述的那样进行ECU负载率的计算。每执行一次空闲任务，ECU负载计算模块112就计算一次ECU负载，其中最大ECU负载为软件生命周期内的最大值。如此，可以实现在线监控ECU负载率。

在另一个实施方式中，内核状态获取模块110还包括异常复位分析模块114，所述异常复位分析模块114配置成利用硬件定时器的中断对异常复位情况进行监控，所述异常复位情况包括软件死循环导致的看门狗定时器（WDT）喂狗异常。具体地，为了捕获异常复位（软件出现死循环等原因导致的WDT不能正常喂狗的情况）的原因的方法，设置一个硬件定时器来捕获异常复位点。结合图2，硬件定时器的定时周期D定义为WDT的看门狗定时溢出周期T内的某个时间段。在一个实施例中，定时周期D可以是大约3至4倍的喂狗周期（即，3至4倍于由图2中的T₀示出的时间）。在WDT每次正常喂狗时（即，在每个“B”处），复位硬件定时器的定时（在图2中以箭头A的起点示出）。在喂狗异常（由图2中的C示出）并且达到定时周期D（即，图2中示出的“定时周期D”）时，硬件定时器产生定时中断，由此打破软件死循环和/或从死循环跳转至中断服务函数。在所述中断中可以查看跳转时间点附近与内核状态相关联的已经存储的监控信息，从而分析得到异常复位的原因。

信息传输模块120配置成将获取的一个或多个监控信息传输至分析装置以用于对内核状态进行分析。在一个实施例中，信息传输模块120可以将获取的监控信息传输到计算机诊断设备。在另一实施例中，信息传输模块120可以将获取的监控信息传输到外部存储器（例如，随车记录器）上，然后进行离线数据分析。在又一实施例中，信息传输模块120可以将获取的监控信息经由有线或无线网络传输到远程终端以实现远程诊断。通过将记录的控制器内核监控信息输出到外部总线或者进行离线数据分析，实现了大大提高整车软件证据获取能力，降低了缺陷调查成本，缩短了项目开发周期。

汽车控制器内核状态监控系统100还可以包括故障检测模块130，所述故障检测模块130可以配置成在检测到满足预设错误阈值的数据的情况下，向内核状态获取模块110发送指令以用于选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息。例如，预设错误阈值可以是开机时间大于30秒，当故障检测模块130检测到开机时间大于30秒时，可以向内核状态获取模块110发送指令来获取并存储此时的一个或多个内核状态信息，诸如ECU负载率和异常复位信息、上电时间、堆栈信息以及唤醒源记录信息等。在另一实施例中，当使用上述硬件定时器检测到WDT喂狗异常而产生的中断时，也可以发送指令来获取并存储此时的一个或多个内核状态信息。

在又一实施例中，汽车控制器内核状态监控系统100还可以包括多个核心功能模块（图1中未示出）。所述核心功能模块可以指应用层软件模块、基础软件模块和系统模块的核心功能模块。

图3为根据本发明一实施例的汽车控制器内核状态监控方法的流程图。在步骤S102中，周期性地和/或选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息。在一个实施例中，周期性可以指按照预设的或默认的时间间隔，每隔某一时间间隔便获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息。选择性可以指根据指令或预设条件来对监控信息中的部分进行获取和存储。其中可以使用非瞬态电子可读介质来存储监控信息中的部分。非瞬态电子可读介质的示例包括各种盘、存储棒、存储卡、存储器模块等。电子可读介质可以基于闪速存储技术、光学存储技术、磁性存储技术、全息存储技术、或任何其它存储技术。在适当的情况下，本发明中的其它模块也可以周期性地和/或选择性地执行器功能。其中监控信息可以包括但不限于电子控制单元（ECU）负载率和异常复位信息。监控信息还可以包括下列项目中的一个或多个：上电时间、开机时间、堆栈信息以及唤醒源记录信息等。

在一个实施方式中，在S102之前首先计算定义为：1000*(1-固定指令绝对耗时/固定指令被拉长后的耗时)的ECU负载率。具体地，如图4中所示，计算在410开始。在操作系统首次执行后台空闲任务（即，在420判断未完成自校准）时，启动自校准功能430，然后调用固定空指令校准函数440，并记录执行固定指令所需的时长450，即固定指令绝对耗时。由于在首次执行后台空闲任务时，将全局中断及任务调度关闭，固定指令耗时是固定的，所以可以作为时间基准，完成自校准。而后在空闲任务中运行时不再关闭全局中断和任务调度，这样这段固定指令会被中断或非空闲任务打断，导致固定指令执行时间会拉长，拉长后的耗时包括这段固定指令耗时、中断服务耗时和正常任务调度耗时。因此后续地，若在420判断已完成自校准，则关闭自校准功能435，然后在空闲任务中调用固定空指令校准函数445，并在每次执行空闲任务时记录执行该指令所需的时长455，即固定指令被拉长后的耗时。然后可以利用上述公式计算负载率460，并且计算在步骤470结束。每执行一次空闲任务，就计算一次ECU负载，其中最大ECU负载为软件生命周期内的最大值。如此，可以实现在线监控ECU负载率。

在另一个实施方式中，方法300还包括在步骤S102之前，利用硬件定时器的中断对异常复位情况进行监控，所述异常复位情况包括软件死循环导致的看门狗定时器（WDT）喂狗异常。具体地，为了捕获异常复位（软件出现死循环等原因导致的WDT不能正常喂狗的情况）的原因的方法，设置一个硬件定时器来捕获异常复位点。结合图2，硬件定时器的定时周期D定义为WDT的看门狗定时溢出周期T内的某个时间段。在一个实施例中，定时周期D可以是大约3至4倍的喂狗周期（即，3至4倍于由图2中的T₀示出的时间）。在WDT每次正常喂狗时（即，在每个“B”处），复位硬件定时器的定时（在图2中以箭头A的起点示出）。在喂狗异常（由图2中的C示出）并且达到定时周期D（即，图2中示出的“定时周期D”）时，硬件定时器产生定时中断，由此打破软件死循环和/或从死循环跳转至中断服务函数。在所述中断中可以查看跳转时间点附近与内核状态相关联的已经存储的监控信息，从而分析得到异常复位的原因。

在步骤S103中，将获取的一个或多个监控信息传输至分析装置以用于对内核状态进行分析。在一个实施例中，可以将获取的监控信息传输到计算机诊断设备。在另一实施例中，可以将获取的监控信息传输到外部存储器（例如，随车记录器）上，然后进行离线数据分析。在又一实施例中，可以将获取的监控信息经由有线或无线网络传输到远程终端以实现远程诊断。通过将记录的控制器内核监控信息输出到外部总线或者进行离线数据分析，实现了大大提高整车软件证据获取能力，降低了缺陷调查成本，缩短了项目开发周期。

汽车控制器内核状态监控方法300还可以包括在检测到满足预设错误阈值的数据的情况下，发送指令以用于选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息。例如，预设错误阈值可以是开机时间大于30秒，当检测到开机时间大于30秒时，可以发送指令来获取并存储此时的一个或多个内核状态信息（例如，步骤S101），诸如ECU负载率和异常复位信息、上电时间、堆栈信息以及唤醒源记录信息等。在另一实施例中，当使用上述硬件定时器检测到WDT喂狗异常而产生的中断时，也可以发送指令来获取并存储此时的一个或多个内核状态信息。

按照本发明的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，该程序被处理器执行时可实现上面借助图3、图4所述的方法。

提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。

Claims (13)

1. 一种汽车控制器内核状态监控系统，其特征在于，包括：

内核状态获取模块，其配置成周期性地和/或选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息，其中所述监控信息包括电子控制单元（ECU）负载率和异常复位信息；以及

信息传输模块，其配置成将获取的一个或多个所述监控信息传输至分析装置以用于对内核状态进行分析。

2.根据权利要求1所述的汽车控制器内核状态监控系统，其中，所述内核状态获取模块还包括：

ECU负载计算模块，其配置成计算定义为：1000*(1-固定指令绝对耗时/固定指令被拉长后的耗时)的ECU负载率。

3.根据权利要求1所述的汽车控制器内核状态监控系统，其中，所述内核状态获取模块还包括：

异常复位分析模块，其配置成利用硬件定时器的中断对异常复位情况进行监控，所述异常复位情况包括软件死循环导致的看门狗定时器（WDT）喂狗异常。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的汽车控制器内核状态监控系统，其还包括：

故障检测模块，其配置成在检测到满足预设错误阈值的数据的情况下，向所述内核状态获取模块发送指令以用于选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个所述监控信息。

5.根据权利要求4所述的汽车控制器内核状态监控系统，其中所述监控信息还包括下列项目中的一个或多个：上电时间、开机时间、堆栈信息以及唤醒源记录信息。

6.根据权利要求4所述的汽车控制器内核状态监控系统，其中所述信息传输模块的所述传输包括：

将获取的所述监控信息传输到计算机诊断设备；

将获取的所述监控信息传输到外部存储器；或者

将获取的所述监控信息传输到远程终端。

7. 一种汽车控制器内核状态监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

周期性地和/或选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个监控信息，其中所述监控信息包括电子控制单元（ECU）负载率和异常复位信息；以及

将获取的一个或多个所述监控信息传输至分析装置以用于对内核状态进行分析。

8.根据权利要求7所述的汽车控制器内核状态监控方法，其还包括：

计算定义为：1000*(1-固定指令绝对耗时/固定指令被拉长后的耗时)的ECU负载率。

9.根据权利要求7所述的汽车控制器内核状态监控方法，其还包括：

利用硬件定时器的中断对异常复位情况进行监控，所述异常复位情况包括软件死循环导致的看门狗定时器（WDT）喂狗异常。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的汽车控制器内核状态监控方法，其还包括：

在检测到满足预设错误阈值的数据的情况下，向所述内核状态获取模块发送指令以用于选择性地获取并存储与内核状态相关联的一个或多个所述监控信息。

11.根据权利要求10所述的汽车控制器内核状态监控方法，其中所述监控信息还包括下列项目中的一个或多个：上电时间、开机时间、堆栈信息以及唤醒源记录信息。

12.根据权利要求10所述的汽车控制器内核状态监控方法，其中所述传输包括：

将获取的所述监控信息传输到计算机诊断设备；

将获取的所述监控信息传输到外部存储器；或者

将获取的所述监控信息传输到远程终端。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，其特征在于，该程序可在被处理器执行时实现：

如权利要求7至12中的任一项所述的汽车控制器内核状态监控方法。

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