CN1920784A - 一种看门狗装置及看门狗中断预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带有预警功能的看门狗装置，该装置包括锁存器、计数单元和控制单元。计数单元在达到预设在锁存器中的目标值后即可通过中断预警信号向系统发出预警，并向控制单元发出中断存在标志信号，使系统可以根据预警信号进行系统数据的保存和备份，避免在毫无预警的情况下系统复位所带来的数据丢失、出错问题；另外，看门狗的清零可以通过硬件清零、软件清零和自动清零等多种方式进行，不需要在系统内另外设置定时器对看门狗进行周期性清零，节省了系统资源，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种看门狗装置，特别是一种具有中断预警功能的看门狗装置。
本发明还涉及一种看门狗预警的方法，特别是一种看门狗中断预警方法。
技术背景
在通信、工业控制、自动化等领域中大量地使用了带CPU的系统，因此CPU的可靠性是一个重要指标。为了避免由于无法预料的事件或编程错误而产生的死机或跑机，人们设计了看门狗，它能够有效的防止系统进入死循环或者程序跑飞。
目前的看门狗主要工作模块是一个计时器。在正常工作时，系统会每隔一定的时间对看门狗的计数器进行清零，使计数器无法达到预定的目标值。而一旦系统没有在规定的时间内对看门狗的计数器进行清零操作，当计数器达到设定的目标值时，看门狗会认为系统出现故障，将向系统发出一个全局复位信号，从而达到恢复系统正常工作的目的。
缺点是，系统可能在没有任何防备的情况下被重新复位，导致数据丢失等问题，并且系统内的软件必须专门设置另一个计数器来对看门狗进行周期性的清零，占用了系统资源。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术的不足，提供一种具有中断预警功能的看门狗装置。
本发明的另一目的是：针对现有技术的不足，提供一种看门狗中断预警的方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
本发明提供的一种带有中断预警功能的看门狗装置，用于与可进行中断处理的系统连接，包括锁存器、控制单元和计数单元；
所述锁存器内存储有用户预设的目标值，
所述计数单元用于计数，并当计数值达到所述目标值时，产生中断存在标志信号，并向所述系统发出中断预警信号；
所述控制单元用于读取所述锁存器中的目标值，并发送给所述计数单元；在接收到由所述计数单元发送的中断存在标志信号后，将其写入所述锁存器；
所述控制单元还用于检测锁存器内存储的中断存在标志信号是否被所述系统清除，并当检测结果为否时发出复位信号。
所述锁存器包括目标值锁存单元和中断存在标志信号锁存单元；
所述目标值锁存单元用于存储用户预设的目标值；
所述中断存在标志信号锁存单元用于存储控制单元发送的中断存在标志信号。
所述计数单元包括计数器和比较器；
所述计数器接收系统发出的时钟信号和控制单元发出的使能信号，并在每个时钟的上升沿或下降沿触发累计向上计数；
所述比较器接收控制单元传送的目标值和所述计数器传送的计数值，将目标值和计数值进行比较，当计数值和目标值相等时，比较器发送中断预警信号给系统，同时发送中断标志信号给所述控制单元。
所述锁存器内设置有选择信号锁存单元，用于锁存用户输入的复位选择信号；该装置还包括选择器，所述控制单元自所述选择信号锁存单元读取所述复位选择信号，并输出至所述选择器的选通控制端，所述控制单元输出所述复位信号至所述选择器的一个输入端，所述选择器在所述复位选择信号的控制下选通输出所述复位信号。
所述控制单元输出清零信号至所述计数器，用于计数器清零。
所述计数器接收来自所述计数单元的清零信号，进行计数器清零。
所述计数器接收来自系统的清零信号，进行计数器清零。
所述选择器是二选一的选通开关。
本发明提供的一种对具有中断处理功能的系统进行看门狗中断预警方法，包括以下步骤：
A、开始计数；
B、当计数达到目标值时，发出中断预警信号和中断存在标志信号；
C、检测前一轮存储的中断存在标志信号是否被清除，如果被清除，则进入步骤D，否则跳转至步骤E。
D、存储步骤不中产生的中断存在标志信号作为所述前一轮的中断存在标志信号，并返回步骤A。
E、产生全局复位信号。
所述步骤B中所述的清除中断存在标志信号，是指改变存储的中断存在标志信号的值。
所述清除中断存在标志信号是指将中断存在标志信号清零。
在开始新一轮计数前，通过软件清零、硬件清零或自动清零几种方式中的一种或几种的组合实现对计数器清零；
所述软件清零是当系统接收到中断预警信号产生清零信号实现；硬件清零是由控制单元接收到中断存在标志信号而产生清零信号来实现的；自动清零是由计数器发出清零信号来实现的。
所述步骤E中还包括根据用户输入的复位选择信号决定是否输出所述全局复位信号的步骤。
通过本发明提供的装置和方法，看门狗在达到目标值后即可通过中断预警信号向系统发出预警，使系统可以根据预警信号进行系统数据的保存和备份，避免在毫无预警的情况下系统复位所带来的数据丢失、出错问题；另外，看门狗的清零可以通过硬件清零、软件清零和自动清零等多种方式进行，不需要在系统内另外设置定时器对看门狗进行周期性清零，节省了系统资源，降低了成本。而且，本发明中的目标值，对系统复位操作都可由用户选择控制，增加了使用的灵活性，用户可将复位选择设为空档信号，看门狗用作定时器。
附图说明
图1为本发明具有中断预警功能的看门狗装置的一种较佳实施例的电路原理方框图；
图2为本发明看门狗中断预警的方法的一种较佳实施例的流程图。
具体实施方式
根据本发明提供的具有中断预警功能的看门狗装置和中断预警方法，通过中断预警功能，并进一步采用可编程的看门狗计数器和看门狗复位选择，使系统可在有准备的情况下复位。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
图1为本发明提供的具有中断预警功能的看门狗装置实施例示意图。如图1所示，该装置中包括锁存器110、控制单元120和计数单元130。
所述锁存器110包括目标值锁存单元111和中断存在标志信号锁存单元112。
所述目标值锁存单元111，用于存储预设的目标值，该预设的目标值可以为本装置在出厂时预先设置的某一不可更改的固定值，也可为本装置在使用过程中，用户根据实际需要，通过外部系统写入的可更改的值。
所述中断存在标志信号锁存单元112，用于存储控制单元120发送的中断存在标志信号。
外部系统和所述控制单元120均可以通过读、写操作访问所述锁存器110。
所述计数单元130，包括计数器131和比较器132。所述计数器131接收来自外部系统的时钟信号，并在接收到来自所述控制单元120的使能信号后，可以由每个时钟的上升沿(也可为时钟的下降沿)触发累计向上计数；所述控制单元120自所述锁存器110的目标值锁存单元111中读取预设的目标值，并输出至所述比较器132的一个输入端，所述比较器132的另一个输入端连接所述计数器131的输出端，从而接收来自计数器131输出的计数值。所述比较器132将所述目标值和计数值进行比较，当计数值和目标值相等时，比较器132输出中断预警信号给系统中的中断服务器，同时发送中断存在标志信号给控制单元120。这里的中断预警信号提供给系统，可便于系统在正常工作状态下备份必要的系统数据，防止系统复位时丢失重要数据。
所述控制单元120第一次接收到所述中断存在标志信号后，将中断存在标志信号发送给中断存在标志信号锁存单元112锁存。并且作为一种具体实施的方式，控制单元120还可以向所述计数器131发出清零信号，进行硬件清零，使计数器131进入新一轮计数。
系统的中断服务器接收到所述中断预警信号后，则通过写操作向所述中断存在标志信号锁存单元112发出清零信号，中断存在标志信号锁存单元112被置为0。并且作为一种具体实施的方式，中断服务器还可以同时向计数器131发出清零信号，进行软件清零，使计数器131进入新一轮计数。
当计数值再一次达到目标值时，如果控制单元120检测到中断存在标志信号锁存单元112为0时，则重复以上步骤；如果控制单元120检测到中断存在标志信号锁存单元112不为0，则认为系统出现故障，控制单元120发出复位信号给系统，系统进行全局复位。
进一步的，本装置还可以包括选择器140，所述选择器140可以为一个二选一的选通开关，其一个输入端输入来自控制单元120的复位信号，另一个输入端可连接与复位信号相反的空档信号，如当复位信号高电平有效时，可接地或接低电平的输入信号，其选通控制端输入来自所述控制单元120的复位选择信号。
作为一种具体实施方式，所述复位选择信号可以由用户预先设置。所述锁存器110还相应包括用于存储预设的复位选择信号的选择信号锁存单元113。当控制单元120检测到中断存在标志信号锁存单元112中的信号没有被清零时，则自所述选择信号锁存单元113读取预设的复位选择信号，并输出至所述选择器140。如所述复位选择信号为高/低电平，则选择器140输出所述复位信号至系统，从而进行系统的全局复位；如所述复位选择信号为低/高电平，则选择器140输出所述空档信号，不进行系统的全局复位。因此可见，本发明可以由用户控制将装置用作看门狗设备，以在系统出现故障时发出系统的全局复位信号；而当用户控制不输出全局复位信号时，由于本发明的装置可以每隔相同的时间间隔输出中断预警信号，用户可以利用该特性，将本发明的装置用作定时器，满足那些对于看门狗功能可以省略，而需要更多定时器的系统的使用需求。由此相对现有的看门狗装置，本发明的装置功能性更强，使用更灵活。
另外，所述锁存器110内还可以锁存计数器的当前计数输出，以便系统可以随时了解计数器的当前计数状况。
所述计数器131可接收来自计数单元的清零信号，进行自动清零。
图2为根据本发明提供的方法看门狗中断预警的实施例示意图。在本实施例中，当计数值达到目标值，产生中断存在标志信号，并存储该标志信号，并产生中断预警信号给系统的中断服务器，以使系统响应中断清除该中断存在标志信号，；当计数值再一次达到目标值时，如果检测到所述中断存在标志信号未清除，则认为系统出现故障，产生复位信号，系统全局复位。具体步骤如下：
步骤210，开始新一轮的计数。步骤220，当计数值达到目标值时，产生中断预警信号输出给系统，并产生中断存在标志信号；
步骤230，检测前一轮存储的中断存在标志信号是否被清除，如果被清除，则进入步骤240，否则跳转至步骤250。
本实施例中所述的清除中断存在标志信号，是指改变存储的中断存在标志信号的值，如当产生的中断存在标志信号为高电平，即“1”时，清除操作即为使存储的该信号的值为“0”。
第一轮计数值达到目标值之后，则无需执行步骤230，直接进入步骤240。
步骤240，存储步骤220中产生的中断存在标志信号作为所述前一轮的中断存在标志信号，并返回步骤210。
返回步骤210具体是通过软件清零、硬件清零或自动清零几种方式中的一种或几种的组合，使用于进行计数的计数器清零，从而开始新一轮的计数。
所述软件清零是当系统接收到中断预警信号产生清零信号实现；硬件清零是由中断存在标志信号的产生而触发的清零；自动清零是当计数值达到最大计数值时触发的自动清零信号实现。
步骤250，认为系统出现故障，产生全局复位信号至系统。
所述步骤250中，还可以根据用户输入的复位选择信号决定是否输出所述全局复位信号至系统，进行系统全局复位。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (13)
1、一种带有中断预警功能的看门狗装置，用于与可进行中断处理的系统连接，其特征在于：所述的装置包括锁存器、控制单元和计数单元；
所述锁存器内存储有用户预设的目标值，
所述计数单元用于计数，并当计数值达到所述目标值时，产生中断存在标志信号，并向所述系统发出中断预警信号；
所述控制单元用于读取所述锁存器中的目标值，并发送给所述计数单元；在接收到由所述计数单元发送的中断存在标志信号后，将其写入所述锁存器；
所述控制单元还用于读取所述锁存器内存储的中断存在标志信号，并判断该信号是否被所述系统清除，并当检测结果为否时发出复位信号。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述锁存器包括目标值锁存单元和中断存在标志信号锁存单元；
所述目标值锁存单元用于存储用户预设的目标值；
所述中断存在标志信号锁存单元用于存储控制单元发送的中断存在标志信号。
3、如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述计数单元包括计数器和比较器；
所述计数器接收系统发出的时钟信号和控制单元发出的使能信号，并在每个时钟的上升沿或下降沿触发累计向上计数；
所述比较器接收控制单元传送的目标值和所述计数器传送的计数值，将目标值和计数值进行比较，当计数值和目标值相等时，比较器发送中断预警信号给系统，同时发送中断标志信号给所述控制单元。
4、如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述锁存器内设置有选择信号锁存单元，用于锁存用户输入的复位选择信号；
该装置还包括选择器，所述控制单元自所述选择信号锁存单元读取所述复位选择信号，并输出至所述选择器的选通控制端，所述控制单元输出所述复位信号至所述选择器的一个输入端，所述选择器在所述复位选择信号的控制下选通输出所述复位信号。
5、如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述控制单元输出清零信号至所述计数器，用于计数器清零。
6、如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述计数器接收来自所述计数单元的清零信号，进行计数器清零。
7、如权利要求5或6所述的装置，其特征在于：所述计数器接收来自系统的清零信号，进行计数器清零。
8、如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述选择器是二选一的选通开关。
9、一种对具有中断处理功能的系统进行看门狗中断预警方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、开始计数；
B、当计数达到目标值时，发出中断预警信号和中断存在标志信号；
C、检测前一轮存储的中断存在标志信号是否被清除，如果被清除，则进入步骤D，否则跳转至步骤E。
D、存储步骤B中产生的中断存在标志信号作为所述前一轮的中断存在标志信号，并返回步骤A。
E、产生全局复位信号。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤B中所述的清除中断存在标志信号，是指改变存储的中断存在标志信号的值。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述清除中断存在标志信号是指将中断存在标志信号清零。
12、如权利要求11所述的方法，其特征在于：在开始新一轮计数前，通过软件清零、硬件清零或自动清零几种方式中的一种或几种的组合实现对计数器清零；
所述软件清零是当系统接收到中断预警信号产生清零信号实现；硬件清零是由控制单元接收到中断存在标志信号而产生清零信号来实现的；自动清零是由计数器发出清零信号来实现的。
13、如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述步骤E中还包括根据用户输入的复位选择信号决定是否输出所述全局复位信号的步骤。
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140306 Address after: 226133, No. 118, Renmin East Road, Linjiang Town, Haimen, Jiangsu, Nantong Patentee after: Haimen Jiang Yong Investment & Development Co., Ltd. Address before: 214028 national integrated circuit design (21-1), Changjiang Road, New District, Jiangsu, Wuxi, China, China (610) Patentee before: Wuxi Vimicro Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20070228 Assignee: Wuxi Vimicro Co., Ltd. Assignor: Haimen Jiang Yong Investment & Development Co., Ltd. Contract record no.: 2014320010046 Denomination of invention: Safeguard device and safeguard interruption prewarm method Granted publication date: 20080917 License type: Common License Record date: 20140415 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080917 Termination date: 20180810 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |