CN1533061A - 一种看门狗电路输入脉冲时间间隔监控装置及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种看门狗电路输入脉冲时间间隔监控装置，包括：模块一：将软件输出给看门狗电路的脉冲信号转换为电平信号输出；模块二：包括一计数器，该计数器的清零端与模块一的输出端相连接，计数器输出数据信号给模块三；模块三：记录并存储输入的数据信息。利用本发明的装置在系统运行过程中记录软件输出脉冲的时间间隔及产生告警信息，简化软件输出给看门狗电路的脉冲时间间隔的测试，对于异常复位问题的定位能起到很大的帮助作用。

Description

一种看门狗电路输入脉冲时间间隔监控装置及其监控方法

技术领域

本发明涉及软件测试领域，尤指一种对软件输出给看门狗电路的脉冲时间间隔进行监控的装置及方法。

背景技术

为了保证电信设备软硬件系统的可靠性，一般的系统都有看门狗电路(Watch Dog)，用于监测系统中的软件工作是否正常。通常软件通过定时送脉冲给看门狗电路，表示软件工作正常；如果看门狗电路超时没有收到脉冲信号，则会认为软件异常而复位系统。看门狗电路都有一个最大的输入脉冲时间间隔，一旦两次输入脉冲的时间间隔大于这个最大时间间隔，系统就会被复位。为了保证正常情况下，软件可能执行的任务不会导致系统复位，一般设计的实际输入脉冲时间间隔要远远小于“看门狗”电路的最大脉冲输入时间间隔。但是在软件处理一些特定任务时，可能不能保证及时输出脉冲给看门狗电路。

在我们对一个软件进行测试的时候，会在各种情况下，测试软件实际输出给看门狗的脉冲时间间隔，通常的看门狗脉冲输入时间间隔测试方法是：制造系统各种不同的工作条件，用示波器监控软件送给看门狗电路的脉冲信号的最大时间间隔，确保这个最大时间间隔远小于看门狗电路的最大输入脉冲时间间隔。在软件有更改后，重新进行这个最大脉冲时间间隔测试，保证系统不会由于脉冲输出不及时而被复位。但实际上很难模拟软件所有的工作情况，这就会造成测试遗漏。另一方面，如果对修改的软件没有进行这方面的测试或者测试不全面，都有可能出现系统在正常情况下复位的问题。

在系统上电时，CPU正常运行前，软件输出给看门狗的脉冲时间间隔更难保证，而且难以记录，出现问题很难定位。

发明内容

鉴于上述缺点，本发明提供一种看门狗电路的输入脉冲时间间隔监控装置及方法，用以记录、存储软件输出给看门狗电路的脉冲时间间隔信息，并可在脉冲时间间隔超过预置的门限时产生告警。

本发明的一种看门狗电路输入脉冲时间间隔监控装置，其中包括：

模块一：将输出给看门狗电路的脉冲信号转换为电平信号输出；

模块二：包括一计数器，该计数器的清零端与模块一的输出端相连接，所述的计数器中预设有一个或多个时间门限，当各门限时间到达时，计数器通过不同数据线分别输出不同级别的告警信号；并输出数据信号给模块三；

模块三：记录并存储输入的数据信息。

所述的模块一包括级联的复数个触发器、一输入端反相的与门和一或门，该与门的正向输入端接次末级触发器的输出端，反相输入端接最末级触发器的输出端，该与门的输出端接或门的一个输入端，或门的另一输入端接系统的复位信号，该或门的输出端输出电平信号。

所述模块二还包括有一或门和复数个触发器，所述或门的一个输入端接系统的复位信号，另一输入端接系统输出的告警清除信号，该或门的输出端与该复数个触发器的清零端相连接；该复数个触发器的时钟端分别与输出不同级别告警信号的数据线相连接。

所述的计数器为带异步清零端的16位计数器，所述的触发器为带异步清零端的D触发器。

所述的模块三包括有第一、第二锁存器、比较器、选择器和先进先出队列模块；模块二输出的数据信号连接到第一锁存器的数据端，锁存器的输出为锁存的中间数据，中间数据和记录的最大脉冲时间间隔分别连接到比较器的两个输入端，比较结果连接到选择器的选择端；选择器的两个输入端分别连接最大脉冲时间间隔和中间数据，输出结果为两者间的大者，并连接到第二锁存器的输入端，将当前最大的脉冲时间间隔数据记录下来；所述先进先出队列模块，其数据端连接模块二中的计数器输出的数据信号，用来记录一段时间内的看门狗电路输入脉冲时间间隔信息。

所述第一、第二锁存器和先进先出队列模块的时钟端与模块一中第一级触发器的输出端相连接。

本发明提供一种看门狗电路输入脉冲时间间隔监控方法，包括下列步骤：

步骤一：将软件输出给看门狗电路的脉冲信号转换为电平信号；

步骤二：用上述电平信号对计数器进行清零，通过计数器输出脉冲时间间隔信息；

步骤三：对输出的时间间隔信息进行记录存储。

上述方法中还包括在计数器中预设时间门限的步骤，当预设的门限时间到达时，计数器输出告警信号。

当告警信号发生后，通过输出告警清除信号来清除告警。

利用本发明的装置及方法，在输入脉冲时间间隔超过设定的不同时间间隔门限时，产生不同级别的告警，并记录看门狗电路输入脉冲时间间隔信息，及时发现问题和修改，避免测试遗漏造成的系统复位问题，简化对软件输出给看门狗电路的脉冲时间间隔的测试。

附图说明

图1为本发明实施例的监控装置中模块一和模块二的结构示意图；

图2为本发明实施例的监控装置中模块三的结构示意图。

具体实施方式

下面以设置两个时间间隔门限为例，具体说明本发明的结构及工组原理。

设看门狗电路的最大输入脉冲时间间隔为1.2秒，在软件输出脉冲时间间隔超过0.5秒时产生一般告警，脉冲时间间隔超过1秒时产生严重告警，即设置0.5秒和1秒两个脉冲时间间隔门限(告警门限的数量和门限值可以根据实际需要设置)。

本发明的装置结构如图1、图2所示，分为三个模块，模块一完成脉冲边沿到电平信号的转换；模块二通过计数方式监测时间间隔和产生告警；模块三完成输入脉冲时间间隔的存储记录。

图1中：

FEED    是软件输出给看门狗电路脉冲信号；

CK10M   是10MHz的时钟；

RESET   是系统的复位信号，高电平复位系统；

CK1K    是1KHz的时钟信号；

CLR     是软件输出的用于清除脉冲时间间隔超时告警的信号，高电平清除；

CLEAR   是将软件输出脉冲转换成电平的信号，高电平用于计数器清零；

ALM0    是一般告警输出信号(脉冲时间间隔超过0.5秒时告警)，高电平表示告警；

ALM1    是严重告警输出信号(脉冲时间间隔超过1秒时告警)，高电平表示告警；

LOAD    是用于脉冲时间信息锁存的时钟信号(在模块三中用到)。

如图1所示，模块一中三个D触发器FD采用CK10M时钟信号级联。软件输出的FEED脉冲信号连接到第一级触发器的数据端，CK10M时钟信号连接到触发器的时钟端；第一级触发器的Q端(输出端)为LOAD信号，用于看门狗输入脉冲时间间隔信息的锁存信号(在模块三中用到)；第二级和第三级触发器的输出经过一输入端反相与门AND2B1相与，相与的输出作为或门OR2的一个输入；或门的另一个输入为RESET信号(复位信号)，或的结果CLEAR信号用于模块二中计数器的清零。这个电路将FEED脉冲的上升沿转换为一个CK10M时钟周期宽度的高电平——CLEAR信号，避免FEED信号长时间为固定的电平导致的电路失效。

模块二主要由带异步清零端的16位计数器CC16CE和两个带异步清零端的D触发器FDC组成。1KHz的时钟信号CK1K连接到计数器的时钟端，模块一输出的CLEAR清零信号连接到计数器的异步清零端，计数器的输出端连接到数据总线Q15～Q0；复位信号RESET和软件输出的告警清除信号CLR经过或门OR2相或，输出连接到两个触发器FDC的异步清零端；两个触发器的数据端接到VCC(电源端)；数据信号Q9连接到第一个触发器的时钟端，该触发器的输出就是一般告警信号ALM0；数据信号Q10连接到第二个触发器的时钟端，该触发器的输出就是严重告警信号ALM1。ALM0、ALM1告警信号一旦产生，不会因为软件输出脉冲恢复正常而消除，只有通过CLR信号清除告警，这样能够保证瞬间的脉冲时间间隔过长也能够被捕捉到。

本发明中，模块一将软件送出的脉冲信号转换为电平对模块二中的计数器进行清零，清零后计数器重新开始计数。如果超过第一个设置的时间间隔门限还没有收到下一次脉冲，就产生最低级别的告警；超过第二个设置的时间间隔门限仍未收到下一次脉冲，就产生下一个更高级别的告警。以此类推，可以设置多个脉冲时间间隔门限和告警。

图2为模块三的结构示意图。

图2中：

LOAD信号是模块一产生的用于锁存看门狗电路输入脉冲时间间隔信息的时钟信号；

Q[15:0]是模块二中计数器输出的数据总线，表示Q15～Q0；

S[15:0]是Q经过一级锁存的中间数据，表示S15～S0；

R[15:0]是记录的软件输出的脉冲最大时间间隔，表示R15～R0；

模块三中将模块二计数器的数据总线输出Q[15:0]连接到锁存器1的数据端，锁存器1的时钟端接模块一输出的LOAD信号，锁存器的输出为锁存的中间数据S[15:0]；中间数据S[15:0]和记录的最大脉冲时间间隔R[15:0]分别连接到比较器的两个输入端，比较结果连接到选择器的选择端；选择器的两个输入端分别连接R[15:0]和S[15:0]，输出结果为两者间的大者，并连接到锁存器2的输入端，LOAD信号连接到锁存器2的时钟端，将当前最大的脉冲时间间隔数据记录下来；FIFO是一个先进先出队列，其数据端连接模块二中的计数器输出，时钟端连接LOAD信号，用来记录一段时间内的看门狗电路输入脉冲时间间隔信息。软件可以通过外部接口访问记录的最大脉冲时间间隔和前一段时间内的脉冲间隔信息。通过这些数据，可以对软件输出脉冲时间间隔的变化和异常进行详细分析，提供上电后各种情况下输出脉冲时间间隔问题的定位线索。

在软件输出给看门狗电路的脉冲时间间隔测试中，利用本发明的装置，就能够方便地进行测试，评估软件各部分对脉冲输出时间间隔的影响。在系统运行过程中记录软件输出脉冲的时间间隔及告警信息，对于异常复位问题的定位能起到很大的帮助作用。

在软件作了修改后，没有必要专门做软件输出脉冲时间这项测试，在软件运行一段时间后，只观测一下脉冲输出时间告警及数据就可以了。在定位异常复位原因时，只需要查看软件输出脉冲的时间间隔数据和当时的软件工作状态，就能方便的定位问题。

由于这个告警和数据记录的作用，即使不做脉冲输出时间的测试，在软件的验证运行过程中，一些时间间隔稍大的脉冲输出操作也能够自动反映出来，提醒开发人员哪里需要修改，避免了问题的遗漏。

Claims (9)

1、一种看门狗电路输入脉冲时间间隔监控装置，其特征在于包括：

模块一：将输出给看门狗电路的脉冲信号转换为电平信号输出；

模块二：包括一计数器，该计数器的清零端与模块一的输出端相连接，所述的计数器中预设有一个或多个时间门限，当各门限时间到达时，计数器通过不同数据线分别输出不同级别的告警信号；并输出数据信号给模块三；

模块三：记录并存储输入的数据信息。

2、如权利要求1所述的监控装置，其特征在于：所述的模块一包括级联的复数个触发器、一输入端反相的与门和一或门，该与门的正向输入端接次末级触发器的输出端，反相输入端接最末级触发器的输出端，该与门的输出端接或门的一个输入端，或门的另一输入端接系统的复位信号，该或门的输出端输出电平信号。

3、如权利要求1或2所述的监控装置，其特征在于：所述模块二还包括有一或门和复数个触发器，所述或门的一个输入端接系统的复位信号，另一输入端接系统输出的告警清除信号，该或门的输出端与该复数个触发器的清零端相连接；该复数个触发器的时钟端分别与输出不同级别告警信号的数据线相连接。

4、如权利要求3所述的监控装置，其特征在于：所述的计数器为带异步清零端的16位计数器，所述的触发器为带异步清零端的D触发器。

5、如权利要求3所述的监控装置，其特征在于：所述的模块三包括有第一、第二锁存器、比较器、选择器和先进先出队列模块；模块二输出的数据信号连接到第一锁存器的数据端，锁存器的输出为锁存的中间数据，中间数据和记录的最大脉冲时间间隔分别连接到比较器的两个输入端，比较结果连接到选择器的选择端；选择器的两个输入端分别连接最大脉冲时间间隔和中间数据，输出结果为两者间的大者，并连接到第二锁存器的输入端，将当前最大的脉冲时间间隔数据记录下来；所述先进先出队列模块，其数据端连接模块二中的计数器输出的数据信号，用来记录一段时间内的看门狗电路输入脉冲时间间隔信息。

6、如权利要求5所述的监控装置，其特征在于：所述第一、第二锁存器和先进先出队列模块的时钟端与模块一中第一级触发器的输出端相连接。

7、一种看门狗电路输入脉冲时间间隔监控方法，包括下列步骤：

步骤一：将软件输出给看门狗电路的脉冲信号转换为电平信号；

步骤二：用上述电平信号对计数器进行清零，通过计数器输出脉冲时间间隔信息；

步骤三：对输出的时间间隔信息进行记录存储。

8、如权利要求7所述的监控方法，其特征在于：还包括有在计数器中预设时间门限的步骤，当预设的门限时间到达时，计数器输出告警信号。

9、如权利要求8所述的监控方法，其特征在于：当告警信号发生后，通过输出告警清除信号来清除告警。

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