CN115016977A - 一种异构多核电力芯片分级复位控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种异构多核电力芯片分级复位控制方法及系统，属于嵌入式系统领域。该方法包括：获取第一主核的喂狗信号以及第二主核通过虚拟看门狗进行喂狗的虚拟看门狗信号；利用与门对喂狗信号以及虚拟看门狗信号进行处理，并获取多路喂狗信号；获取看门狗的复位信号，并根据复位信号以及多路喂狗信号，利用判断器判断异常运行的主核，输出每个主核的诊断信号；将诊断信号分别传递至每个主核进行复位操作，确定操作结果；根据操作结果，当任一主核异常运行时，令与异常运行的主核相邻的主核从固定寄存器接收异常运行的主核的运行指令及数据，并运行运行指令及数据。本发明能够降低开销大、避免占用监控核资源浪费以及提高业务处理实时性。

Description

一种异构多核电力芯片分级复位控制方法及系统

技术领域

本发明涉及嵌入式系统领域，特别是涉及一种异构多核电力芯片分级复位控制方法及系统。

背景技术

在嵌入式系统中，由于嵌入式程序编码错误、漏洞或主控芯片受到外界电磁场的干扰，造成各种寄存器和内存的数据混乱，导致程序指针错误，不在程序区，取出错误的程序指令等，都有可能会陷入死循环，程序的正常运行被打断，由嵌入式系统无法继续正常工作，导致整个系统的陷入停滞状态，发生不可预料的后果。

看门狗，又叫watchdog，从本质上来说就是一个定时器电路，主要由一个寄存器和一个定时器组成，一般有一个输入和一个输出，其中输入叫做喂狗，输出一般连接到另外一个部分的复位端，一般是连接到主控芯片。看门狗的功能是定期的查看芯片内部的情况，一旦发生错误就向芯片发出重启信号。在嵌入式主程序的运行过程中，需在看门狗定时时间到之前对定时器进行复位，即喂狗操作。如果出现主程序死循环，不能及时喂狗，那么定时时间到后，看门狗就会输出复位信号使主控芯片复位，实现重启嵌入式系统。

由于看门狗一般仅有一个输入和一个输出，因此当一个芯片内核失效，无法喂狗时，看门狗输出的复位信号将会使整个芯片进行复位，其他正常运行的内核也被迫进行复位，造成不必要的程序开销和浪费。当前有部分芯片通过一个内核作为监控核，监控其余多个内核，实现多内核分核监控和复位，但此方式将会占用监控核的资源，影响监控核处理业务的效率及速度。此外，在看门狗发现故障到发出信号促使芯片复位恢复正常的这段时间，芯片处于怠工状态，这将会影响业务处理的实时性，尤其是在一些电力业务具有强实时性要求的场景，更加需要芯片长时间保持稳定运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种异构多核电力芯片分级复位控制方法及系统，以解决正常运行内核被迫复位开销大、占用监控核资源浪费以及业务处理实时性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种异构多核电力芯片分级复位控制方法，所述控制方法应用于一种异构多核电力芯片分级复位控制系统，所述控制系统包括：主核、多个虚拟看门狗、与门、判断器、看门狗以及固定寄存器；所述主核包括第一主核以及多个第二主核，一个所述第二主核对应一个所述虚拟看门狗；

所述控制方法包括：

获取所述第一主核的喂狗信号以及所述第二主核通过所述虚拟看门狗进行喂狗的虚拟看门狗信号；

利用所述与门对所述喂狗信号以及所述虚拟看门狗信号进行处理，并获取多路喂狗信号；

获取所述看门狗的复位信号，并根据所述复位信号以及所述多路喂狗信号，利用所述判断器判断异常运行的主核，输出每个所述主核的诊断信号；所述诊断信号包括多个所述主核的复位信息；所述复位信息为每个所述主核的有效复位信号或无效复位信号；

将所述诊断信号分别传递至每个所述主核进行复位操作，确定操作结果；

根据所述操作结果，当任一所述主核异常运行时，令与异常运行的主核相邻的主核从所述固定寄存器接收异常运行的主核的运行指令及数据，并运行所述运行指令及数据。

可选的，所述获取所述看门狗的复位信号，并根据所述复位信号以及所述多路喂狗信号，判断异常运行的主核，输出每个所述主核的诊断信号，具体包括：

将每个所述主核的喂狗信号与所述复位信号传递至所述判断器内与所述主核对应的与门；

当所述主核运行异常时，令所述判断器输出有效复位信号；

当所述主核运行正常时，令所述判断器输出无效复位信号；

根据所述有效复位信号以及所述无效复位信号输出每个所述主核的诊断信号。

可选的，所述将所述诊断信号分别传递至每个所述主核进行复位操作，确定操作结果，具体包括：

当任一所述主核接收到的所述诊断信号为有效复位信号时，令任一所述主核进行复位操作；

当任一所述主核接收到的所述诊断信号为无效复位信号时，令任一所述主核不进行复位操作。

可选的，所述根据所述操作结果，当任一所述主核异常运行时，令与异常运行的主核相邻的主核从所述固定寄存器接收异常运行的主核的运行指令及数据，并运行所述运行指令及数据，具体包括：

令相邻的两个主核之间互为冗余备份，当任一所述主核监测到所接收的所述诊断信号中含有相邻的主核的有效复位信号，确定相邻的主核失效；

令任一所述主核通过所述固定寄存器接收所述相邻的主核的运行指令及数据，并开始运行所述运行指令及数据。

可选的，所述令任一所述主核通过所述固定寄存器接收相邻的主核的运行指令及数据，并开始运行所述运行指令及数据，之后还包括：

当所述相邻的主核复位完成后，令所述相邻的主核从执行所述运行指令及数据的主核处接收所述运行指令及数据，并开始运行。

一种异构多核电力芯片分级复位控制系统，包括：主核、多个虚拟看门狗、与门、判断器、看门狗以及固定寄存器；所述主核包括第一主核以及多个第二主核，一个所述第二主核对应一个所述虚拟看门狗；

虚拟看门狗以及看门狗，用于获取所述第一主核的喂狗信号以及所述第二主核通过所述虚拟看门狗进行喂狗的虚拟看门狗信号；

与门，用于对所述喂狗信号以及所述虚拟看门狗信号进行处理，并获取多路喂狗信号；

判断器，用于获取所述看门狗的复位信号，并根据所述复位信号以及所述多路喂狗信号，判断异常运行的主核，输出每个所述主核的诊断信号；所述诊断信号包括多个所述主核的复位信息；所述复位信息为每个所述主核的有效复位信号或无效复位信号；

复位模块，用于将所述诊断信号分别传递至每个所述主核进行复位操作，确定操作结果；

固定寄存器，用于根据所述操作结果，当任一所述主核异常运行时，令与异常运行的主核相邻的主核从所述固定寄存器接收异常运行的主核的运行指令及数据，并运行所述运行指令及数据。

可选的，所述判断器，具体包括：

多个第一与门，用于将每个所述主核的喂狗信号与所述复位信号传递至所述判断器内与所述主核对应的第一与门；

第一输出单元，用于当所述主核运行异常时，令所述判断器输出有效复位信号；

第二输出单元，用于当所述主核运行正常时，令所述判断器输出无效复位信号；

诊断信号输出单元，用于根据所述有效复位信号以及所述无效复位信号输出每个所述主核的诊断信号。

可选的，所述复位模块，具体包括：

复位操作确定单元，用于当任一所述主核接收到的所述诊断信号为有效复位信号时，令任一所述主核进行复位操作；

不复位操作确定单元，用于当任一所述主核接收到的所述诊断信号为无效复位信号时，令任一所述主核不进行复位操作。

可选的，所述固定寄存器，具体包括：

监测单元，用于令相邻的两个主核之间互为冗余备份，当任一所述主核监测到所接收的所述诊断信号中含有相邻的主核的有效复位信号，确定相邻的主核失效；

接收及运行单元，用于令任一所述主核通过所述固定寄存器接收所述相邻的主核的运行指令及数据，并开始运行所述运行指令及数据。

可选的，还包括：

复位完成单元，用于当所述相邻的主核复位完成后，令所述相邻的主核从执行所述运行指令及数据的主核处接收所述运行指令及数据，并开始运行。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

1）针对看门狗输出复位信号将会使整个芯片进行复位，正常运行内核也被迫进行复位造成没有必要的开销的问题，本发明实现了多内核分核监控、判断和复位，保护了正常运行的内核，避免其进行复位；

2）针对有一个内核监控其他内核运行情况，占用监控核的资源问题，本发明通过与门实现了分核判断和方向性输出诊断信号，解决了占用监控核资源问题，同时保证了复位的可靠性；

3）针对在看门狗发现故障到发出信号促使芯片复位恢复正常的这段时间，芯片处于怠工状态问题，本发明通过固定寄存器实现多内核间运行指令和数据的转移和运算，保证强实时性业务顺利完成。

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为本发明所提供的异构多核电力芯片分级复位控制方法流程示意图；

图2为本发明所提供的判断器的判断操作流程示意图；

图3为本发明所提供的固定寄存器存储与发出运行指令及数据流示意图。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种异构多核电力芯片分级复位控制方法及系统，能够降低开销大、避免占用监控核资源浪费以及提高业务处理实时性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明所提供的异构多核电力芯片分级复位控制方法流程示意图，一种异构多核电力芯片分级复位控制方法，包括：主核、多个虚拟看门狗、与门、判断器、看门狗以及固定寄存器；所述主核包括第一主核以及多个第二主核，一个所述第二主核对应一个所述虚拟看门狗；第一主核为主核0，第二主核为主核1、主核2以及主核3等。

获取所述第一主核的喂狗信号以及所述第二主核通过所述虚拟看门狗进行喂狗的虚拟看门狗信号。

喂狗操作：

主核1、主核2、主核3等多个第二主核通过虚拟看门狗进行喂狗，主核0的喂狗信号与多个虚拟看门狗信号取与操作，将喂狗信号传输至看门狗。此方式通过硬件电路（与门）的逻辑判断，实现了对多个主核的分核监控，避免通过1个主核对多个主核进行监控，占用主核资源。

对所述喂狗信号以及所述虚拟看门狗信号进行处理，并获取多路喂狗信号。

获取所述看门狗的复位信号，并根据所述复位信号以及所述多路喂狗信号，判断异常运行的主核，输出每个所述主核的诊断信号；所述诊断信号包括多个所述主核的复位信息；所述复位信息为每个所述主核的有效复位信号或无效复位信号。

在实际应用中，所述获取所述看门狗的复位信号，并根据所述复位信号以及所述多路喂狗信号，判断异常运行的主核，输出每个所述主核的诊断信号，具体包括：将每个所述主核的喂狗信号与所述复位信号传递至所述判断器内与所述主核对应的与门；当所述主核运行异常时，令所述判断器输出有效复位信号；当所述主核运行正常时，令所述判断器输出无效复位信号；根据所述有效复位信号以及所述无效复位信号输出每个所述主核的诊断信号。

图2为本发明所提供的判断器的判断操作流程示意图，如图2所示，在图1-图2中用多路复位及诊断信号表示诊断信号与复位信息之间的关系。

判断操作：

看门狗复位信号与主核0、主核1、主核2、主核3的喂狗信号共同传输至判断器做对比，通过判断信号判断筛选异常运行的主核。

多路喂狗信号与复位信号传输至判断器，判断器由若干个第一与门组成，所述第一与门包括0号与门，1号与门，2号与门......n号与门，n表示多个，一个主核对应一个第一与门。主核0喂狗信号与复位信号传递至0号与门，若主核0运行异常，输出主核0有效复位信号，否则，输出无效复位信号；主核1喂狗信号与复位信号传递至1号与门，若主核1运行异常，输出主核1有效复位信号，否则，输出无效复位信号；主核2喂狗信号与复位信号传递至2号与门，若主核2运行异常，输出主核2有效复位信号，否则，输出无效复位信号；主核3喂狗信号与复位信号传递至3号与门，若主核3运行异常，输出主核3有效复位信号，否则，输出无效复位信号。本发明通过硬件电路（与门）的逻辑判断，实现了多个主核分核复位，且保证复位信号不容易受到干扰，判断器综合多个主核复位信号，输出诊断信号，诊断信号内包含有多个主核的复位信息。

将所述诊断信号分别传递至每个所述主核进行复位操作，确定操作结果。

在实际应用中，所述将所述诊断信号分别传递至每个所述主核进行复位操作，确定操作结果，具体包括：当任一所述主核接收到的所述诊断信号为有效复位信号时，令任一所述主核进行复位操作；当任一所述主核接收到的所述诊断信号为无效复位信号时，令任一所述主核不进行复位操作。

根据所述操作结果，当任一所述主核异常运行时，令与异常运行的主核相邻的主核从所述固定寄存器接收异常运行的主核的运行指令及数据，并运行所述运行指令及数据。

在实际应用中，所述根据所述操作结果，当任一所述主核异常运行时，令与异常运行的主核相邻的主核从所述固定寄存器接收异常运行的主核的运行指令及数据，并运行所述运行指令及数据，具体包括：令相邻的两个主核之间互为冗余备份，当任一所述主核监测到所接收的所述诊断信号中含有相邻的主核的有效复位信号，确定相邻的主核失效；令任一所述主核通过所述固定寄存器接收所述相邻的主核的运行指令及数据，并开始运行所述运行指令及数据。

在实际应用中，所述令任一所述主核通过所述固定寄存器接收相邻的主核的运行指令及数据，并开始运行所述运行指令及数据，之后还包括：当所述相邻的主核复位完成后，令所述相邻的主核从执行所述运行指令及数据的主核处接收所述运行指令及数据，并开始运行。

图3为本发明所提供的固定寄存器存储与发出运行指令及数据流示意图，如图3所示。

复位操作：

多路复位及诊断信号分别传递至主核0、主核1、主核2、主核3，主核接收有效复位信号，进行复位；接收无效复位信号，不进行复位。

以主核0与主核1为例，主核0与主核1之间互为冗余备份。主核1监测到所接收的诊断信号中含有主核0的有效复位信息，则判断主核0失效。

主核1将主核0中特定应用的指令和数据（例如电力专用MAC、电力专用RTC和ADC采样）存储至固定寄存器，主核1从固定寄存器中接收主核0的运行指令及数据，开始运行。本发明保证了芯片内核复位过程中，单内核复位不影响电力专用MAC、电力专用RTC和ADC采样等具有强实时性要求的系统运行过程。

主核0复位完成后，从主核1接收指令及数据，开始运行。

本发明还提供了一种异构多核电力芯片分级复位控制系统，包括：主核、多个虚拟看门狗、与门、判断器、看门狗以及固定寄存器；所述主核包括第一主核以及多个第二主核，一个所述第二主核对应一个所述虚拟看门狗；

虚拟看门狗以及看门狗，用于获取所述第一主核的喂狗信号以及所述第二主核通过所述虚拟看门狗进行喂狗的虚拟看门狗信号；

与门，用于对所述喂狗信号以及所述虚拟看门狗信号进行处理，并获取多路喂狗信号；

判断器，用于获取所述看门狗的复位信号，并根据所述复位信号以及所述多路喂狗信号，判断异常运行的主核，输出每个所述主核的诊断信号；所述诊断信号包括多个所述主核的复位信息；所述复位信息为每个所述主核的有效复位信号或无效复位信号；

复位模块，用于将所述诊断信号分别传递至每个所述主核进行复位操作，确定操作结果；

固定寄存器，用于根据所述操作结果，当任一所述主核异常运行时，令与异常运行的主核相邻的主核从所述固定寄存器接收异常运行的主核的运行指令及数据，并运行所述运行指令及数据。

在实际应用中，所述判断器，具体包括：

多个第一与门，用于将每个所述主核的喂狗信号与所述复位信号传递至所述判断器内与所述主核对应的第一与门；

第一输出单元，用于当所述主核运行异常时，令所述判断器输出有效复位信号；

第二输出单元，用于当所述主核运行正常时，令所述判断器输出无效复位信号；

诊断信号输出单元，用于根据所述有效复位信号以及所述无效复位信号输出每个所述主核的诊断信号。

在实际应用中，所述复位模块，具体包括：

复位操作确定单元，用于当任一所述主核接收到的所述诊断信号为有效复位信号时，令任一所述主核进行复位操作；

不复位操作确定单元，用于当任一所述主核接收到的所述诊断信号为无效复位信号时，令任一所述主核不进行复位操作。

在实际应用中，所述固定寄存器，具体包括：

监测单元，用于令相邻的两个主核之间互为冗余备份，当任一所述主核监测到所接收的所述诊断信号中含有相邻的主核的有效复位信号，确定相邻的主核失效；

接收及运行单元，用于令任一所述主核通过所述固定寄存器接收所述相邻的主核的运行指令及数据，并开始运行所述运行指令及数据。

在实际应用中，还包括：复位完成单元，用于当所述相邻的主核复位完成后，令所述相邻的主核从执行所述运行指令及数据的主核处接收所述运行指令及数据，并开始运行。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种异构多核电力芯片分级复位控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于一种异构多核电力芯片分级复位控制系统，所述控制系统包括：主核、多个虚拟看门狗、与门、判断器、看门狗以及固定寄存器；所述主核包括第一主核以及多个第二主核，一个所述第二主核对应一个所述虚拟看门狗；

所述控制方法包括：

获取所述第一主核的喂狗信号以及所述第二主核通过所述虚拟看门狗进行喂狗的虚拟看门狗信号；

利用所述与门对所述喂狗信号以及所述虚拟看门狗信号进行处理，并获取多路喂狗信号；

获取所述看门狗的复位信号，并根据所述复位信号以及所述多路喂狗信号，利用所述判断器判断异常运行的主核，输出每个所述主核的诊断信号；所述诊断信号包括多个所述主核的复位信息；所述复位信息为每个所述主核的有效复位信号或无效复位信号；

将所述诊断信号分别传递至每个所述主核进行复位操作，确定操作结果；

根据所述操作结果，当任一所述主核异常运行时，令与异常运行的主核相邻的主核从所述固定寄存器接收异常运行的主核的运行指令及数据，并运行所述运行指令及数据。

2.根据权利要求1所述的异构多核电力芯片分级复位控制方法，其特征在于，所述获取所述看门狗的复位信号，并根据所述复位信号以及所述多路喂狗信号，判断异常运行的主核，输出每个所述主核的诊断信号，具体包括：

将每个所述主核的喂狗信号与所述复位信号传递至所述判断器内与所述主核对应的与门；

当所述主核运行异常时，令所述判断器输出有效复位信号；

当所述主核运行正常时，令所述判断器输出无效复位信号；

根据所述有效复位信号以及所述无效复位信号输出每个所述主核的诊断信号。

3.根据权利要求2所述的异构多核电力芯片分级复位控制方法，其特征在于，所述将所述诊断信号分别传递至每个所述主核进行复位操作，确定操作结果，具体包括：

当任一所述主核接收到的所述诊断信号为有效复位信号时，令任一所述主核进行复位操作；

当任一所述主核接收到的所述诊断信号为无效复位信号时，令任一所述主核不进行复位操作。

4.根据权利要求3所述的异构多核电力芯片分级复位控制方法，其特征在于，所述根据所述操作结果，当任一所述主核异常运行时，令与异常运行的主核相邻的主核从所述固定寄存器接收异常运行的主核的运行指令及数据，并运行所述运行指令及数据，具体包括：

令相邻的两个主核之间互为冗余备份，当任一所述主核监测到所接收的所述诊断信号中含有相邻的主核的有效复位信号，确定相邻的主核失效；

令任一所述主核通过所述固定寄存器接收所述相邻的主核的运行指令及数据，并开始运行所述运行指令及数据。

5.根据权利要求4所述的异构多核电力芯片分级复位控制方法，其特征在于，所述令任一所述主核通过所述固定寄存器接收相邻的主核的运行指令及数据，并开始运行所述运行指令及数据，之后还包括：

当所述相邻的主核复位完成后，令所述相邻的主核从执行所述运行指令及数据的主核处接收所述运行指令及数据，并开始运行。

6.一种异构多核电力芯片分级复位控制系统，其特征在于，包括：主核、多个虚拟看门狗、与门、判断器、看门狗以及固定寄存器；所述主核包括第一主核以及多个第二主核，一个所述第二主核对应一个所述虚拟看门狗；

虚拟看门狗以及看门狗，用于获取所述第一主核的喂狗信号以及所述第二主核通过所述虚拟看门狗进行喂狗的虚拟看门狗信号；

与门，用于对所述喂狗信号以及所述虚拟看门狗信号进行处理，并获取多路喂狗信号；

判断器，用于获取所述看门狗的复位信号，并根据所述复位信号以及所述多路喂狗信号，判断异常运行的主核，输出每个所述主核的诊断信号；所述诊断信号包括多个所述主核的复位信息；所述复位信息为每个所述主核的有效复位信号或无效复位信号；

复位模块，用于将所述诊断信号分别传递至每个所述主核进行复位操作，确定操作结果；

固定寄存器，用于根据所述操作结果，当任一所述主核异常运行时，令与异常运行的主核相邻的主核从所述固定寄存器接收异常运行的主核的运行指令及数据，并运行所述运行指令及数据。

7.根据权利要求6所述的异构多核电力芯片分级复位控制系统，其特征在于，所述判断器，具体包括：

多个第一与门，用于将每个所述主核的喂狗信号与所述复位信号传递至所述判断器内与所述主核对应的第一与门；

第一输出单元，用于当所述主核运行异常时，令所述判断器输出有效复位信号；

第二输出单元，用于当所述主核运行正常时，令所述判断器输出无效复位信号；

诊断信号输出单元，用于根据所述有效复位信号以及所述无效复位信号输出每个所述主核的诊断信号。

8.根据权利要求7所述的异构多核电力芯片分级复位控制系统，其特征在于，所述复位模块，具体包括：

复位操作确定单元，用于当任一所述主核接收到的所述诊断信号为有效复位信号时，令任一所述主核进行复位操作；

不复位操作确定单元，用于当任一所述主核接收到的所述诊断信号为无效复位信号时，令任一所述主核不进行复位操作。

9.根据权利要求8所述的异构多核电力芯片分级复位控制系统，其特征在于，所述固定寄存器，具体包括：

监测单元，用于令相邻的两个主核之间互为冗余备份，当任一所述主核监测到所接收的所述诊断信号中含有相邻的主核的有效复位信号，确定相邻的主核失效；

接收及运行单元，用于令任一所述主核通过所述固定寄存器接收所述相邻的主核的运行指令及数据，并开始运行所述运行指令及数据。

10.根据权利要求9所述的异构多核电力芯片分级复位控制系统，其特征在于，还包括：

复位完成单元，用于当所述相邻的主核复位完成后，令所述相邻的主核从执行所述运行指令及数据的主核处接收所述运行指令及数据，并开始运行。

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