CN1488098A

CN1488098A - 监控装置

Info

Publication number: CN1488098A
Application number: CNA018106285A
Authority: CN
Inventors: 约瑟夫・W・福勒; 约瑟夫·W·福勒; A・尼尔齐克; 马克·A·尼尔齐克; J・特斯丁; 威廉·J·特斯丁
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2004-04-07
Also published as: WO2001095110A3; KR20030007843A; DE10196261T1; JP2003536135A; WO2001095110A2; AU2001264882A1; MXPA02011874A

Abstract

一种为诸如电视信号处理装置的系统有益地提供可靠的高效低费用的部件以由此维持一贯稳定工作的监控装置。根据至少一个实施例，硬件监控电路从集成电路(IC)中的软件定时器中接收规则脉冲以刷新自己。如果该监控电路未被刷新，则它提供预定逻辑信号到该IC的非屏蔽中断(NMI)端口，以产生类似于由内部IC监控器所产生的重置信号。

Description

监控装置

发明背景

1.发明领域

本发明一般地涉及在电气系统中的监控(watchdog)电路的使用，并且尤其涉及为诸如消费电子类产品的系统提供可靠的高效低费用的部件，由此保持一贯稳定的工作的一种监控装置。

2.现有技术描述

由诸如微处理器的集成电路控制的应用经常包括“监控”电路。通常，监控电路功能是监视和/或校正电气设备的工作状态。在涉及包括软件的集成电路的应用中，监控器可以用于监视软件执行的状态。在其中难以测试软件的每个可能变化的复杂应用中，监控定时器提供用于校正其中该软件未能恰当执行的情况的有效部件。例如，诸如具有诸如用于处理诸如电子节目指南(EPG)数据或者其它类型数据的微处理器的集成电路(IC)的电视信号处理装置的系统因为该软件的复杂性而要求监控定时器。特别是，这样的系统要求一监控器以便能可能从由于瞬态过程、噪声或者其它系统异常引起的在软件执行中的差误复原。这样的异常的一个例子是在包括显像管显示设备的电视信号接收器中的静电放电(ESD)或者Kine-Arc瞬态过程。然而，本发明也可应用于或者带有或者不带有显示设备的各种系统中，并且这里使用的短语“电视信号接收器”、“电视系统”、“电视信号处理系统”或者“电视信号处理装置”意在包含各种类型的装置和系统：包括但不限于包括显示设备的电视机或监视器；以及不包括显示设备的诸如机顶盒、磁带录像机、DVD(数字通用光盘)、视频游戏机、或者个人录像机(PVR)的系统或装置。在这样的设备中，地址比特可以因为异常变得暂时地发生错误，这能够迫使软件跳到非指定的地址上并且引起该系统锁住。

传统监控电路存在各种问题。例如，据观察，内部IC监控器能够因为倒计数定时器的特定值相关的竞赛状态随机地起动。标准现有监控定时器往往是相对昂贵的，使得它们不合降低成本设计的需要。而且，现有监控因为受限的电路空间对于特定设计可能是不可行的。另外，监控电路应具有足以处理各种设计方案的时间常数。相应地，需要一种解决这些和其它问题的监控电路。

发明内容

本发明提供一种用于诸如内置于诸如包括第一和第二监控器器的电视信号处理装置的电气系统中的微处理器的集成电路的监控装置。所述第一监控器是包括在集成电路内部用于监视该集成电路的工作状态。第一监控器至少部分是由软件实现的。根据至少一个实施例，所述第二监控器包括在该集成电路外部的硬件。本发明的一方面是第二监控器提供了冗余度。第二监控器能够响应于由该集成电路提供的电信号使得集成电路得以重置。具体地，当集成电路持续给定的时间段未能提供电信号到第二监控器时，该第二监控器使得能够通过施加一预定逻辑信号到该集成电路的预定端口(即，非屏蔽中断端口)来重置该集成电路。第二监控器常用于保护集成电路防止由诸如静电放电的信号瞬态放电和/或Kine-Arc瞬态过程引起的工作差错或者异常。

根据另一实施例，一监控装置包括诸如微处理器的集成电路，所述微处理器具有用于监视集成电路的工作状态的第一和第二监控器。当检测到第一监控器的预定情况时所述第二监控器重置第一监控器。在该实施例中，所述第一和第二监控器至少部分是由软件实现的。

附图说明

结合附图参考本发明的实施例的以下描述，本发明的上述和其它特征和优点、以及获得它们的方式将变得更加明显，并且本发明将得到更好地理解。

图1是一使用根据本发明的原理构造的一种监控装置的第一实施例的系统的示意图；

图2是一使用根据本发明的原理构造的一种监控装置的第二实施例的系统的示意图；

图3是一使用根据本发明的原理构造的一种监控装置的第三实施例的系统的示意图；

图4是一使用根据本发明的原理构造的一种监控装置的第四实施例的系统的示意图。

贯穿这些附图，使用相同的编号表示相同或者类似类型的元件。这里陈述的示例说明本发明的优选实施例，并且构造这样的示例在任何方面都不限制本发明的范围。

本发明的详细描述

现在参见附图，并且更具体地参见图1，示出了使用根据本发明的原理构造的一种监控电路装置的第一实施例的一系统的示意图。在图1中，诸如电视信号处理装置的系统10包括诸如微处理器的集成电路(IC)20。IC 20包括重置端口、输入/输出(I/O)端口、以及非屏蔽中断(NMI)端口。IC 20还包括至少一个监视和/或校正IC 20的工作状态的内部监控器。该内部监控器典型地用作IC 20的主要监控器，并且使得IC 20能够在例如IC 20内的软件例行程序未能正确执行的情况下得到重置。根据本实施例，IC 20的内部监控器包括两个计数器(图中未示出)。一计数器是通过IC 20内的软件设置的以控制在该监控器期满前的时间量并且重置IC 20。根据本实施例，该第一计数器具有100微秒的精度。还有由系统10的4兆赫兹时钟驱动并且从400倒计数到1的第二计数器(即，预定标器(prascaler))。每次该第二计数器达到1时，第一计数器是递减的而第二计数器重新开始。由于软件没有方法直接访问第二计数器，如果当第二计数器的值例如为2时第一计数器由该软件重置，则第一计数器由此将立刻表现为好像该监控器已经期满并且再次重置IC 20。如以下将描述的，本发明的所有实施例包括第一内部监控器，诸如上述的监控器。

由于诸如涉及两个计数器的上述监控器的情况，据观察，对于可靠稳定的系统工作，单独的第一内部监控器可能是不够的。相应地，需要第二监控器与该第一监控器协同工作以增强可靠性。本发明设想了这样的第二监控器的四个不同实施例。前三个实施例是由在IC 20外部的硬件实现的，并且分别参见图1至3。第四实施例是在IC 20内部的软件实现，并且参见图4。

回来参见图1，IC 20外部的电路表示结合监视IC 20的工作状态的上述内部监控器使用的第二硬件监控电路的第一实施例。以此方式，IC 20的内部监控器和外部监控器提供了一种确保IC 20(并且最终是系统10)的工作完整性的监控装置。图1的外部监控器电路包括5个电阻R1、R2、R3、R7及R8；三个电容C1、C3及C7；两个二极管D4和D5、两个晶体管Q2和Q4；以及一电压源V3。在图1中说明了这些电路元件的优选值。

在图1的装置工作期间，40毫秒方波是来自IC 20的I/O端口的输出。可以使用内部软件循环来产生时序，并且各种软件例行程序的采样可以规则的基准进行采样以确定IC 20是否在恰当地工作。来自I/O端口的方波以高到低的转换对电容C1充电，并且能量会以低到高的转换传送到电容C3上。在正常工作期间，电容C3连接到晶体管Q2的基极的一端被充电到大约5.3伏。在该条件下，晶体管Q2关断并且电阻R2维持IC 20的NMI端口处于逻辑低的状态。由于该NMI端口是边沿敏感的，所有该NMI是未启用的。如果所述软件例行程序之一未恰当地刷新该监控电路，则IC 20的I/O端口的脉冲输出停止。由于该输出是耦合的交流电流(AC)，所以该监控电路不关心当监控超时发生时该输出结束于什么极性上。没有向电容C3馈送电荷，电阻R1最终对电容C3放电。当在晶体管Q2的基极上的电压下降到2.7伏(即，低于3.3伏的发射极0.6伏)时，晶体管Q2导通，并且所述低到高的转换提供逻辑高信号到NMI端口。到NMI端口的该输入迫使在IC 20内的软件去重置将重新初始化(即，重置)IC 20的矢量。

为了确保在电容C3上的电压在AC电源退出期间之后是一公知值，提供了晶体管Q4。晶体管Q4是通过重置IC 20的端口来导通的。在每次AC电源退出期间在该重置端口呈现逻辑低状态。该逻辑低状态导通Q4并且使它饱和，这迫使电容C3两端为0伏。这确保该电路的初始状态是恒定的。可以使用该重置端口直接地拉动晶体管Q2的基极为逻辑低状态，然而这影响IC20的重置功能的上升和下降时间，这在特定方案中可能是不可接受的。图1的电路还建立了至少两个独特的时间常数。假定IC 20在初始化I/O端口之前用了1秒(并且将电容C3从0伏充电到0.6伏的时间常数是大约0.4秒)，则在对系统10(例如，电视信号处理装置)提供电源之后大约0.4秒产生监控器重置。没有晶体管Q4初始设置电容C3上的电压为0，则在实际的初始化发生之前它可能用长达三倍的时间。由于这将延迟用户开通系统10的能力，所以优选小于500毫秒的延迟。一旦IC 20的I/3端口得到初始化，多于大约1.4秒(它是电容C3和电阻R1的时间常数的大约3倍)的任何下降将产生实际的监控超时。为了防止泄漏问题，电容C3优选地选择多层薄片电容，而不是电解质电容。提供了电容C7以防止ESD和Kine-Arc瞬态过程任意地产生监控超时。

现在参见图2，说明一使用了根据本发明的原理构造的监控电路装置的第二实施例的系统的示意图。图2的电路是图1的电路的变化，并且以相同的一般方式工作以重置IC 20。另外，图2的电路使用许多与图1的电路相同的电路元件，虽然它们的值可能是不同的。在图2中说明了在本实施例中的电路元件的优选值。像图1，图2中的IC 20还包括前述的监视IC 20的工作状态的内部监控器。相应地，图2的硬件电路与该内部监控器协同工作，并且被设计为提供比图1的电路更长的时间常数。计算机仿真指示在图1中的二极管D5的泄漏可能是显著的，并且结果电阻R1所最大值优选地限于200千欧姆。图2的电路通过以晶体管Q5的基极-发射极结替换图1的二极管D5解决了该泄漏问题。小信号晶体管的基极区远小于典型二极管的基极区，饱和电流(它是基本的泄漏电流)还更低。通过用晶体管Q5替代二极管D5，图2的电路能够比图1的电路的时间常数的二倍还多。

现在参见图3，示出了一使用了根据本发明的原理构造的监控电路装置的第三实施例的系统的示意图。像图2，图3的电路是图1的电路的另一变化，并且使用了许多相同的元件，虽然它们的值可能是不同的。图3中说明了在该实施例中的电路元件的优选值。注意，图3中的IC 20还包括前述的监视IC 20的工作状态的内部监控器。然而，图3的电路不同于图1的电路在于它包括一些其它元件，即，三个电阻R4、R10及R11；一晶体管Q5；以及一个二极管D17。另外，图3的电路不使用图1的二极管D4和D5。设计图3的电路进一步增加了时间常数。这是通过增加在晶体管Q2导通之前对电容C3充电的电压而获得的。通过在图3中添加二极管D17，在晶体管Q2上的触发电压增加到大约1.4伏(假定标准的晶体管和二极管)。通过添加电阻R4，迫使可预期的电流通过二极管D17，使得其电压降非常稳定。

现在参见图4，示出了说明根据本发明的原理构造的监控装置的第四实施例的工作的流程图。该第四实施例是适于在诸如图1-3中的IC 20所IC中使用的软件实现。以此方式，图4中描述的软件监控器将用作相对本文前述的IC 20的第一内部监控器的第二内部监控器。该第四实施例的方面涉及读取主要监控器的第一计数器以了解何时它被递减。一旦它被递减，这指示主要监控器的第二计数器刚好滚动完并且开始再次从400倒计数。一旦第一计数器被递减，则当第二计数器再次达到计数值2之前第二软件监控器有受限的时间量(在该示例实施例中仅在100微秒以下)去刷新第一计数器。为了确保在定时中没有不确定性，在第一计数器计数时禁用IC 20的所有中断。直到该第一计数器得到刷新之后所述中断才能再次启用。图4说明由第二监控器实现的该软件操作，并且将在下文中进行描述。

在步骤41中，所述第二监控器使IC 20的所有中断被禁止。接着，在步骤42中，首次读取主要监控器的第一计数器。在步骤43中再次读取该第一计数器。接着，在步骤44中，确定在步骤42和43的第一和第二读数之间第一计数器的计数值是否已经改变。如果该计数值未改变。则处理流程循环回步骤43，并且再次读取该第一计数器。如果第一计数器的计数值已改变，则处理流程前进到步骤45，在这里第一计数器得到刷新(即，初始化为0)。最后，在步骤46中，IC 20的中断被重新启用。

如本文所述，本发明有益地提供了确保电气系统的一贯稳定工作的监控装置的几个变化方案。虽然本文所述与电视信号处理装置相关，然而本发明可以应用于任何音频、视频或者其它消费类电气设备中，诸如磁带录像机(VCR)、数字卫星装置、数字视频光盘(DVD)播放器、致密光盘播放器、计算机或者类似系统。

在如优选设计描述本发明的同时，能够在本公开的构思和范围内进一步修改本发明。由此该申请试图覆盖利用其一般原理的本发明的任何变化、使用、和/或改进。此外，本申请试图覆盖在本领域的公知或通常实践内得出的从本发明公开示发的、附属于本发明并且落入所附权利要求的限制的这样的装置。

Claims

1.一种监控电路装置，包括：

一集成电路，包括用于监视所述集成电路的工作状态的第一监控器；以及

在所述集成电路外部的第二监控器，其中所述第二监控器使得所述集成电路能够取决于接收的由所述集成电路提供的电信号得到重置。

2.根据权利要求1所述的监控电路装置，其中所述第一监控器至少部分地是由软件实现的，并且所述第二监控器是由硬件实现的。

3.根据权利要求1所述的监控电路装置，其中所述集成电路包括微处理器。

4.根据权利要求1所述的监控电路装置，其中所述第一和第二监控器是置入在消费类电气设备中的。

5.根据权利要求4所述的监控电路装置，其中所述消费类电气设备包括电视信号处理装置。

6.根据权利要求1所述的监控电路装置，其中所述第二监控器保护所述集成电路防止静电放电。

7.根据权利要求1所述的监控电路装置，其中所述第二监控器保护所述集成电路防止Kine-Arc瞬态过程。

8.根据权利要求1所述的监控电路装置，其中所述第二监控器响应于在给定的时间段所述集成电路未能提供所述电信号到所述第二监控器，使得所述集成电路能够得以重置。

9.根据权利要求1所述的监控电路装置，其中所述第二监控器通过施加预定逻辑信号到所述集成电路的一端口，使得所述集成电路能够得以重置。

10.根据权利要求1所述的监控电路装置，其中所述集成电路的所述端口是一种非屏蔽的中断端口。

11.一种监控装置，包括：

一集成电路，包括用于监视所述集成电路的工作状态的第一和第二监控器，其中所述第二监控器响应于所述第一监控器的预定条件重置所述第一监控器。

12.根据权利要求11所述的监控装置，其中所述第一和第二监控器是至少部分地由软件实现的。

13.根据权利要求11所述的监控装置，其中所述集成电路包括微处理器。

14.根据权利要求11所述的监控装置，其中所述第一和第二监控器是置入在消费类电气设备中的。

15.根据权利要求14所述的监控装置，其中所述消费类电气设备包括电视信号处理装置。

16.一种用于提供用于集成电路的监控功能的方法，包括步骤：

提供在所述集成电路内部的第一监控器，用于监视所述集成电路的工作状态；以及

提供在所述集成电路外部的第二监控器，用于响应于由所述集成电路提供的电信号使得所述集成电路能够得以重置。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一监控器至少部分地是由软件实现的，并且所述第二监控器是由硬件实现的。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述集成电路包括微处理器。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一和第二监控器是置入在消费类电气设备中的。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述消费类电气设备包括电视信号处理装置。

21.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二监控器保护所述集成电路防止静电放电。

22.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二监控器保护所述集成电路防止Kine-Arc瞬态过程。

23.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二监控器在给定的时间段响应于所述集成电路未能提供所述电信号到所述第二监控器，使得所述集成电路能够得以重置。

24.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二监控器通过施加预定逻辑信号到所述集成电路的一端口，使得所述集成电路能够得以重置。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述集成电路的所述端口是一种非屏蔽的中断端口。