DE3726489C2 - Einrichtung zur Überwachung eines Rechnersystems mit zwei Prozessoren in einem Kraftfahrzeug - Google Patents
Einrichtung zur Überwachung eines Rechnersystems mit zwei Prozessoren in einem KraftfahrzeugInfo
- Publication number
- DE3726489C2 DE3726489C2 DE19873726489 DE3726489A DE3726489C2 DE 3726489 C2 DE3726489 C2 DE 3726489C2 DE 19873726489 DE19873726489 DE 19873726489 DE 3726489 A DE3726489 A DE 3726489A DE 3726489 C2 DE3726489 C2 DE 3726489C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- processor
- processors
- signal
- output
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/0703—Error or fault processing not based on redundancy, i.e. by taking additional measures to deal with the error or fault not making use of redundancy in operation, in hardware, or in data representation
- G06F11/0751—Error or fault detection not based on redundancy
- G06F11/0754—Error or fault detection not based on redundancy by exceeding limits
- G06F11/076—Error or fault detection not based on redundancy by exceeding limits by exceeding a count or rate limit, e.g. word- or bit count limit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
- F02D41/266—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the computer being backed-up or assisted by another circuit, e.g. analogue
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B9/00—Safety arrangements
- G05B9/02—Safety arrangements electric
- G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/0703—Error or fault processing not based on redundancy, i.e. by taking additional measures to deal with the error or fault not making use of redundancy in operation, in hardware, or in data representation
- G06F11/0751—Error or fault detection not based on redundancy
- G06F11/0754—Error or fault detection not based on redundancy by exceeding limits
- G06F11/0757—Error or fault detection not based on redundancy by exceeding limits by exceeding a time limit, i.e. time-out, e.g. watchdogs
Description
Die Erfindung geht aus von einem Rechnersystem mit zwei Prozessoren
für die Gemischzumessung in eine Brennkraftmaschine nach der Gattung
des Hauptanspruchs. Es sind Mehrrechnersysteme mit einer Funktions
aufteilung bekannt, bei denen ein Hauptrechner im Normalbetrieb, der
den störungsfreien Zustand darstellt, die gesamte Rechnerleistung
für die erforderlichen Steuer- und Regelfunktionen bereitstellt. Ein
zweiter Rechner, der ausschließlich als Notrechner dient, kann bei
Ausfall des Hauptrechners Notfunktionen übernehmen und damit einen
wenigstens eingeschränkten Betrieb aufrechterhalten. Solange kein
Störungsfall vorliegt, bleibt der Notrechner im allgemeinen unge
nutzt. In solchen Systemen wird jedenfalls der Hauptrechner über
wacht; erkennt eine geeignete Überwachungseinrichtung eine Störung
oder einen Defekt, übernimmt der Notrechner teilweise oder in vollem
Umfang die Aufgaben des Hauptrechners.
In der deutschen Offenlegungsschrift
DE 35 39 407 A1 ist ein Rechnersystem mit zwei Prozessoren zur Regelung
von Kenngrößen einer Brennkraftmaschine beschrieben. Den zwei Pro
zessoren sind gedoppelte Geber zugeordnet, von denen jeweils einer
dem Hauptrechner und ein anderer dem Notrechner Meßwerte liefert. Es
sind zwar beide Rechner so ausgeführt, daß sie dieselbe Verarbeits
leistung erbringen können. Allerdings besteht die dort realisierte
Notfunktion hauptsächlich in der alternativen Zuweisung von Geber
signalen an die beiden Prozessoren bzw. der alternativen Zuweisung
von Ausgangssignalen der beiden Prozessoren an Endstufen im Fehler
fall. Stellen Überwachungsschaltungen in den zugeordneten Prozesso
ren Störungen fest, wird über ein UND-Gatter eine die Kraftstoff
zumessung beeinflussende Endstufe abgeschaltet. Eine weitergehende
technische Lehre, wie die Überwachung der beiden leistungsgleichen
Prozessoren mit Haupt- und Notfunktion geschieht, wird dort jedoch
nicht gegeben. Insbesondere gibt jene Schrift keinen Hinweis darauf,
wie die gegenseitige Überwachung mehrerer Prozessoren auch dann zu
leisten wäre, wenn beide für verschiedene Aufgaben, unter Umständen
gar in asynchroner Betriebsweise, benutzt werden.
Das US-Patent 46 10 013 zeigt eine Einrichtung zur Überwachung
eines Rechnersystems mit zwei Prozessoren, wobei beide
Prozessoren durch besondere Tore über Daten- und Steuerleitungen
fest miteinander verbunden sind. Dabei sind beide Prozessoren
bis auf einen zyklischen Daten- und Befehlsaustausch über diese
Leitungen voneinander unabhängig betreibbar. Weiterhin weist
jeder Prozessor einen Ausgang zur Abgabe eines Watch-Dog-Signals
und einen entsprechenden Eingang zum Empfangen des Watch-Dog-
Signals des anderen Prozessors auf. Ein Fehler wird dabei
erkannt, wenn die Kontrollimpulse des zugeordneten Prozessors
ausbleiben. Ein Fehlerzustand eines Prozessors wird über den
Watch-Dog durch den anderen Prozessor erst nach einer
vorbestimmten Zeitdauer erkannt. Dies kann infolge der
Zeitverzögerung zu ungewollten Betriebssituationen führen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, in einem mit zwei
Prozessoren arbeitenden Kraftstoffzumessungssystem eine möglichst
einfache, aber dennoch mächtige Sicherheitsfunktion vorzusehen, und
zwar insbesondere dann, wenn beide Prozessoren im störungsfreien
Fall gleichermaßen und gleichberechtigt zur Verarbeitungsleistung
des Gesamtsystems beitragen. Die Erfindung zielt also ab auf ein
System, in dem ein Datenaustausch zwischen beiden Prozessoren erfol
gen muß und erfolgt, solange keine Störung vorliegt. Um die Verfüg
barkeit des Gesamtsystems bei Ausfall eines Prozessors oder auch nur
bei Fehlern in der Datenübertragung zu gewährleisten, ist es notwen
dig, daß der entsprechende Fehler erkannt wird. Bei Erkennen eines
Fehlers müssen die Prozessoren je nach Fehlerart geeignet reagie
ren, um die Verfügbarkeit des Systems zu gewährleisten.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung
nach der Gattung des Hauptanspruchs gelöst. Diese sieht vor, daß
sich die beiden Prozessoren gleichberechtigt überwachen und diese
Überwachung in der Art eines Hand-Shake-Betriebs im Zuge des zykli
schen Datenaustauschs zwischen beiden Prozessoren erfolgt. Dabei ist
es möglich, daß die Prozessoren sich jeweils gegenseitig neu starten
können, z.B. nach Wegfall einer Störungseinwirkung auf den I/O-Bus
eines der beiden Prozessoren, oder bei dauerhaftem Totalausfall ei
nes der beiden Prozessoren. Ein großer Vorteil besteht hierbei in
der sehr schnellen Erkennung eines Prozessordefekts.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrich
tung möglich. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß die beiden Pro
zessoren auch völlig unabhängig voneinander arbeiten können, keinen
direkt gekoppelten oder gemeinsamen I/O-Bus benutzen müssen und
überdies mit verschiedenen Clock-Frequenzen gegenseitig asynchron
betreibbar sind. Schließlich leistet die Erfindung eine gleichbe
rechtigt gegenseitige Überwachung zweier Prozessoren so, daß bei
Auftreten eines Fehlers dieser lokalisiert werden kann. So erlaubt
die erfindungsgemäße Einrichtung eine Unterscheidung, ob ein Prozes
sor ausgefallen ist oder ob in der peripheren Hardware der Pro
zessoren ein Fehler vorliegt. Zu diesem Zweck wird besagter zykli
sche Datenaustausch zwischen beiden Prozessoren als Quittungspfad
für die Überwachungsfunktion ausgenutzt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig.
1 zeigt in Blocksymbolen eine erfindungsgemäße Einrichtung.
Fig. 2
veranschaulicht in schematischer Weise das Abtasten eines dynami
schen Watch-Dog-Signals.
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm eines Pro
gramms der Abtastung wie in Fig. 2 veranschaulicht.
Gemäß Fig. 1 ist ein erster Prozessor 10 mit einem Port 11 zur
Speisung eines Daten- und Kontrollbusses 17 vorgesehen. Der Prozes
sor 10 speist gleichzeitig einen - hier nur symbolisch angedeute
ten - Eingangs/Ausgangs (I/O)-Bus 16. Entsprechend ist ein zweiter
Prozessor 20 mit einem Port 21 zur Speisung desselben Daten- und
Kontrollbusses 17 vorgesehen; dieser Prozessor ist ferner mit einem
I/O-Bus 26 verbunden. Der Prozessor 10 verfügt über zwei Ausgänge 12
und 13, die über entsprechende Leitungen 33 und 34 einen ersten Ein
gang 24 des Prozessors 20 und eine erste Pumpschaltung 27 bzw. den
ersten Eingang eines ersten NOR-Gatters 29 ansteuern. Dabei gibt der
Ausgang 12 des Prozessors 10 ein sogenanntes Watch-Dog-Signal und
der Ausgang 13 ein sogenanntes Software-Reset-Signal ab. Weiter
weist der Prozessor 10 zwei Eingänge 14 und 15 auf, die über ent
sprechende Leitungen 37 bzw. 36 vom einem ersten Ausgang 22 des Pro
zessors 20 bzw. vom Ausgang eines vierten NOR-Gatters 32 angesteuert
werden. Der Eingang 14 des Prozessors 10 dient dabei zum Empfang
eines Watch-Dog-Signals vom Prozessor 20 und der Eingang 15 dient
zum Empfang eines Reset-Signals. Der Prozessor 20 verfügt neben dem
bereits erwähnten Eingang 24 in entsprechender Weise noch über einen
zweiten Eingang 25, der über eine Verbindungsleitung 40 vom Ausgang
eines zweiten NOR-Gatters 31 angesteuert wird. Analog zu den Eingän
gen 14 und 15 des Prozessors 10 dienen die Eingänge 22 und 23 des
Prozessors 20 gleichermaßen zum Empfang eines Watch-Dog-Signals bzw.
eines Reset-Signals vom Prozessor 10. Entsprechend dem Ausgang 13
des Prozessors 10 weist der Prozessor 20 neben dem schon erwähnten
Ausgang 22 noch einen weiteren Ausgang 23 auf, der über eine Leitung
38 den ersten Eingang eines dritten NOR-Gatters 30 ansteuert. In
entsprechender Weise steuert der Ausgang 13 des Prozessors 10 über
eine Leitung 34 den ersten Eingang des ersten NOR-Gatters 29 an. Der
Ausgang der ersten Pumpschaltung 27 ist an den zweiten Eingang des
NOR-Gatters 29 geführt, dessen Ausgang über eine Verbindungsleitung
41 den ersten Eingang des zweiten NOR-Gatters 31 ansteuert. Entspre
chend ist der Ausgang der zweiten Pumpschaltung 28 an den zweiten
Eingang des dritten NOR-Gatters 30 geführt, dessen Ausgang den er
sten Eingang des bereits erwähnten vierten NOR-Gatters 32 ansteuert.
Den jeweils zweiten Eingängen des zweiten und vierten NOR-Gatters 31
und 32 kann über eine gemeinsame Ansteuerleitung 18 beim Einschalten
des Systems ein Initialisierungssignal (Power-On-Impuls) zugeführt
werden.
Die beiden zu überwachenden Prozessoren 10 und 20 können z.B. in ei
nem E-Gas-System als Master- und Slave-Prozessor ausgeführt sein.
Dabei können die beiden Prozessoren asynchron und bis auf eine zyk
lische Datenübertragung völlig unabhängig voneinander arbeiten. Die
Funktion der Anordnung gemäß Fig. 1 wird nun anhand Fig. 2 und Fig.
3 erläutert. Beide Prozessoren 10 und 20 geben bei störungs
freiem Betrieb an ihren sogenannten Watch-Dog-Ausgängen 12 und 22
jeweils einen Watch-Dog-Signal-Puls mit fester Frequenz und festem
Tastverhältnis an entsprechende Watch-Dog-Eingänge 24 und 14 des je
weils anderen Prozessors 20 und 10 ab. Gemäß Fig. 2 wird nun ein
solcher Watch-Dog-Signal-Puls vom jeweils anderen Prozessor mit hö
herer Frequenz abgetastet (Strobe-Sampling). Durch empfangsseitiges
Erkennen der richtigen Pulsfrequenz, des richtigen Tastverhältnisses
und des Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins des Watch-Dog-Sig
nals überhaupt wird eine dynamisch schnelle und eine statisch si
chere Fehlererkennung erreicht; hierzu wird das Watch-Dog-Signal ge
mäß Fig. 2a mit einer beispielhaften Periodendauer von 40 ms und
einem Tastverhältnis von 50% während einer Periodendauer gemäß Fig.
2b beispielhaft 8mal, d.h. in acht äquidistanten Zeitpunkten,
abgefragt und mittels eines Programms mit bei störungsfreiem Betrieb
erwartbaren Signalwerten in diesen diskreten Zeitpunkten TA1 bis
TA8 verglichen. Liegt Koinzidenz vor, wird vom empfangenden Pro
zessor auf fehlerfreie Funktion des das Watch-Dog-Signal aussenden
den Prozessors erkannt. Diese nur über die Verbindungsleitungen 33
und 37 abwickelbare Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion der
beiden Prozessoren 10 und 20 durch gegenseitige Koinzidenzprüfung
zwischen einem erwartbaren und einem tatsächlichen Zeitverlauf eines
Watch-Dog-Signals kann durch eine einfache Software-Routine gelei
stet werden, deren Flußdiagramm in Fig. 3 dargestellt ist. Dazu ist
ein in Fig. 3 nicht näher ausgeführter - vorzugsweise softwaremäßig
ausgeführter - Abtastzähler vorgesehen, der im empfangenden Prozes
sor mit einer ganzteilig vielfachen Frequenz gegenüber der Grundfre
quenz des Watch-Dog-Signals inkrementiert wird. Ein Startbefehl 48
löst zu einem bestimmten Abtastzeitpunkt TA die Erkennung 49 des
momentanen Pegels des Watch-Dog-Signals aus. Hierbei ist die ein
fache Diskriminierung der Signalzustände HIGH (H) und LOW (L) vorge
sehen. Beispielshaft ist für die rechte Hälfte des Flußdiagramms da
von ausgegangen, daß der Signalzustand H erkannt wurde. Im Anschluß
daran erfolgt die Abfrage 50, ob derselbe Signalzustand H bereits im
vorherigen Abtastzeitpunkt vorlag. Für die beispielhafte Wahl der
Abtastfrequenz als achtfache der normalen Grundfrequenz des
Watch-Dog-Signals erfolgt bei negativem Ergebnis dieser Abfrage die
weitere Abfrage 53, ob der Abtastzähler einen Zählerstand kleiner
Vier aufweist, und bei positivem Ergebnis der Abfrage 50 erfolgt
eine weitere Abfrage 51, ob der Abtastzähler ein Zählerstand kleiner
Sechs aufweist. Bei negativem Ergebnis der Abfrage 53 wird der Ab
tastzähler auf Null zurückgesetzt, und bei positivem Ergebnis der
Abfrage 51 wird der Abtastzähler um Eins inkrementiert, worauf der
momentane Watch-Dog-Signalzustand als neuer vorheriger für die näch
ste Abfrage 50 abgespeichert wird. Bei positivem Ergebnis der Ab
frage 53 bzw. negativem Ergebnis der Abfrage 51 wird das Vorliegen
eines fehlerhaften Watch-Dog-Signals (falsche Frequenz, falsches
Tastverhältnis, statischer Festwert) erkannt 54 und ohne Inkremen
tierung des Abtastzählers der momentane Watch-Dog-Signalzustand als
neuer vorheriger für die nächste Abfrage 50 abgespeichert 56. Für
den Zustand L des Watch-Dog-Signals gilt der bezüglich der Symme
trielinie 58 symmetrische linke Teil des Flußdigramms mit analogen
Operationen. Diese gegenseitige Überwachung der beiden Prozessoren
10 und 20 geschieht also ohne zwischengeschaltete Verknüpfungsele
mente allein durch direkte Kopplung des Watch-Dog-Ausgangs 12 bzw.
22 mit dem entsprechenden Watch-Dog-Erkennungseingang 24 bzw. 14 der
Prozessoren 10 und 20, d.h. über einen völlig autonomen Überwa
chungspfad.
Die Verknüpfungselemente 27 bis 32 erfüllen in Verbindung mit der
zuvor beschriebenen Analyse der dynamischen Watch-Dog-Signale und
dem Datenbus 17 folgende, die Überwachungssicherheit weiter erhöhen
de Funktion: Der Prozessor 10 wird vom Prozessor 20 auf Fehlerhaf
tigkeit überwacht anhand logischer Auswertung des Signalprotokolls,
wie es sich aus der konjugierten Zusammenfassung dreier Signalpfade
ergibt, nämlich dem Signalfluß auf den Bus 17, dem Watch-Dog-Signal
auf der Leitung 33 und dem Software-Reset-Signal auf der Leitung 34.
Analog wird der Prozessor 20 vom Prozessor 10 auf Fehlerhaftigkeit
überwacht anhand logischer Auswertung des Signalprotokolls, wie es
sich aus der Zusammenfassung dreier Signalpfade ergibt, nämlich dem
Signalfluß auf den Bus 17, dem Watch-Dog-Signal auf der Leitung 37
und dem Software-Reset-Signal auf der Leitung 38.
Die Prozessoren 10 und 20 tauschen in einem festen Zeitraster Daten
zyklisch aus. Zunächst ist davon ausgegangen, daß der Prozessor 10
(als Master) eine Datenanforderung über den Bus 17 an den Prozessor
20 (als Slave) abgibt; letzterer erwartet aufgrund der fest verein
barten Zykluszeit eine Datentanforderung. Bleibt daraufhin eine Da
tenübertragung von Prozessor 20 an Prozessor 10 aus, so erkennt dies
jeweils der entsprechende Prozessor, und zwar Prozessor 10, wenn auf
seine Datenanforderung nicht mit einer Datenübertragung reagiert
wurde, und Prozessor 20, wenn nach Ablauf eines Zyklus keine Daten
anforderung vom Prozessor 10 einging. Damit stellt der Bus 17 zusam
men mit dem darauf stattfindenden Signalfluß und dessen Vergleich
mit dem zugrundeliegenden Signalflußprotokoll einen bidirektionalen,
zweiten Kausalpfad zur Überwachung beider Prozessoren gegeneinander
dar.
Jeder Prozessor hat die Möglichkeit, den jeweils anderen Prozessor
bei seinem Ausfall wieder zu starten (Software-Reset). Die Voraus
setzung für die Abgabe eines Reset-Impulses auf der Leitung 34 bzw.
38 zum Prozessor 20 bzw. 10 ist, daß der Prozessor 10 bzw. 20 an
seinem Eingang 14 bzw. 24 das Watch-Dog-Signal des Prozessors 20
bzw. 10 wie eingangs beschrieben als fehlerhaft erkennt. Die Pump
schaltungen 27 und 28 erzeugen an ihren Ausgängen einen statischen
logischen Pegel - hier z.B. L -, wenn an ihren Eingängen ein fehler
freies Watch-Dog-Signal anliegt. Fällt das Watch-Dog-Signal aus oder
nimmt es einen statischen Signalwert an, ergibt sich am Ausgang der
Pumpschaltung 27 und 28 jeweils der andere logische Pegel. Somit
kann ein Software-Reset-Impuls mit L-Pegel vom jeweiligen Prozessor
10 bzw. 20 über die NOR-Gatter 29 und 31 bzw. 30 und 32 an den ande
ren Prozessor 20 bzw. 10 übertragen werden, wenn das Watch-Dog-Sig
nal des den Reset-Impuls aussendenden Prozessors fehlerfrei ist.
Auf diese Weise ist es unmöglich, daß ein defekter Prozessor unkon
trollierte Reset-Impulse an den betriebsfähigen anderen Prozessor
abgeben kann. Alternativ zu jeweiligen Software-Reset-Impulsen kann
ein gemeinsamer Initialisierungsimpuls (Power-On) mit H-Pegel über
die beiden NOR-Gatter 31 und 32 beide Prozessoren gleichzeitig star
ten, z.B. wenn ein derartiges System eingeschaltet und in Betrieb
genommen wird. Der Austausch von Software-Reset-Signalen zwischen
beiden Prozessoren stellt somit einen dritten Kausalpfad zur Über
wachung beider Prozessoren gegeneinander dar. Die konjugierte Über
prüfung der drei Kausalpfade leistet über die Erkennung fehlerhafter
Betriebszustände hinaus auch die Lokalisierung solcher Fehler, wie
nachfolgend erläutert wird:
Erkennt beispielsweise Prozessor 10, daß auf die Datenanforderung an
Prozessor 20 keine Datenübertragung stattfindet, oder erkennt Pro
zessor 20, daß nach Ablauf eines Übertragungszyklus keine Datenan
forderung von Prozessor 10 eingeht, und erkennen beide Prozessoren
gleichermaßen, daß der jeweilig andere Prozessor dennoch ein fehler
freies Watch-Dog-Signal ausgibt und somit aktiv ist, wird auf Defekt
der Steuerleitungen des Busses 17 erkannt. Bei einem Defekt der
Datenleitungen hingegen ist eine Datenübertragung noch möglich. Der
Fehler auf den Datenleitungen wird dadurch erkannt, daß der Prozes
sor 10 ein Prüfwort an den Prozessor 20 abgibt und dieser dann mit
einem falschen Prüfwort an Prozessor 10 antwortet. Der Prozessor 10
erkennt dabei die Einhaltung des Übertragungsprotokolls für den Da
tenaustausch durch Prozessor 20 und dessen vorhandenes, fehlerfreies
Watch-Dog-Signal, kann aber durch Auswerten des falschen Prüfwortes
auf einen Fehler auf den Datenleitungen des Datenbusses schließen.
Der Prozessor 20 erkennt das Einhalten des Übertragungsprotokolls
durch Prozessor 10 und dessen vorhandenes Watch-Dog-Signal, und
schließt gleichermaßen auf Fehler im Datenbus.
Fällt beispielsweise der Prozessor 10 aus, so erkennt der Prozessor
20 nach Ablauf des Übertragungszyklus das Fehlen einer Datenanforde
rung von Prozessor 10 sowie den Ausfall dessen Watch-Dog-Signals.
Das gleichzeitige Erkennen beider Zustände führt bei Prozessor 20
zur Auswertung eines Defekts an Prozessor 10. Prozessor 20 gibt dar
aufhin einen Software-Reset-Impuls an Prozessor 10 ab. Sobald Pro
zessor 10 wieder aktiv ist, gibt er ein fehlerfreies Watch-Dog-Sig
nal aus und fordert wieder Daten vom Prozessor 20 an. Wird Prozessor
10 nicht aktiv, gibt er kein Watch-Dog-Signal und keine Daten-Anfor
derung an Prozessor 20 ab, so daß dieser per Programm entsprechend
reagiert. Entsprechendes gilt umgekehrt für den Prozessor 20.
Fällt beispielsweise das Watch-Dog-Signal von Prozessor 20 aus, so
erkennt dies Prozessor 10. Reagiert Prozessor 20 richtig auf die Da
tenanforderung von Prozessor 10, so erkennt dieser, daß Prozessor 20
noch aktiv ist und lokalisiert den Fehler im Ausgang 22 des Prozes
sors 20 für dessen Watch-Dog-Signal. Über den Datenbus 17 überträgt
Prozessor 10 diese Information an den Prozessor 20. Tritt umgekehrt
ein Fehler beim Watch-Dog-Signal des Prozessor 10 auf, so erkennt
dies Prozessor 20 und überträgt die entsprechende Information an
Prozessor 10.
Die erfindungsgemäße Einrichtung sieht somit vor, daß sich beide
Prozessoren mit hoher Sicherheit überwachen können, obwohl sie völ
lig unabhängig voneinander arbeiten. Je nach Fehlerart können die
Prozessoren entsprechend programmierten Fail-Safe-Routinen variabel
reagieren. Es ist auch möglich, aufgrund einer erfolgten Lokalisie
rung eines Fehlers diesen zu beheben, indem beispielsweise nach Aus
fall eines Prozessors dieser durch den noch voll funktionsfähigen
wieder neu gestartet (Reset) wird. Bei einem erfolglosen Neu
start-Versuch (Reset) besteht weiter die Möglichkeit einer dauernden
"Stillegung" des defekten oder fehlerhaft arbeitenden Prozessors.
Insgesamt erhöhen diese verschiedenartigen, softwaregestützten Reak
tionsmöglichkeiten bei Auftreten eines Fehlers die Verfügbarkeit des
Gesamtsystems beträchtlich. Es versteht sich von selbst, daß eine
entsprechende Fehlerauswertung auch zur Weitergabe von Fehlermeldun
gen, beispielsweise an den Fahrer eines Kraftfahrzeugs, oder an ei
nen besonderen beim Fahrzeug-Service abfragbaren Fehlerspeicher,
ausgenutzt werden kann. Schließlich ist die erfindungsgemäße Ein
richtung auch auf Zwei-Prozessor-Systeme anwendbar, in denen anders
als in der Zeichnung dargestellt der Austausch von Daten zwischen
den beiden Prozessoren nicht über einen speziellen, fest verdrahte
ten Bus 17 zwischen besonderen Ports 11 und 21 erfolgt, sondern über
einen Systembus oder einen Teil eines solchen Systembusses, über
welchen generell erfaßte Meßgrößen eingelesen bzw. Verarbeitungser
gebnisse ausgelesen werden.
Claims (11)
1. Einrichtung zur Überwachung eines Rechnersystems mit zwei Prozes
soren in einem Kraftfahrzeug, wobei beide Prozessoren durch beson
dere Tore (11, 21) über Daten- und Steuerleitungen (17) fest mitein
ander verdrahtet sind, dadurch gekennzeichnet,
- - daß beide Prozessoren bis auf einen zyklischen Daten- und Befehls austausch über besagte Daten- und Steuerleitungen (17) unabhängig voneinander betreibbar sind,
- - daß je Prozessor ein besonderer (erster) Ausgang (12; 22) zur Ab gabe eines dynamischen Watch-Dog-Signals vorgesehen und fest be legt ist,
- - daß je Prozessor ein besonderer (erster) Eingang (14; 24) zur Er kennung besagten Watch-Dog-Signals des jeweils anderen Prozessors vorgesehen und fest belegt ist,
- - daß jeweils die besagten (ersten) Eingänge (14; 24) und Ausgänge (22; 12) der beiden Prozessoren direkt miteinander verbunden sind,
- - daß die dynamischen Watch-Dog-Signale bei Fehlen einer Störung der Programmverarbeitung in beiden Prozessoren je ein vorgegebenes Tastverhältnis und eine vorgegebene Frequenz aufweisen, und
- - daß bei Vorliegen einer Störung der Programmverarbeitung in einem der beiden Prozessoren das Tastverhältnis und/oder die Frequenz des Watch-Dog-Signals des gestörten Prozessors gegenüber je nem/jener bei Fehlen einer Störung der Programmverarbeitung ver ändert ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- - daß jeder besagte erste Ausgang (12, 33; 22, 37) eines jeden Pro zessors auf den Eingang einer Pumpschaltung (27; 28) geführt ist, deren Ausgang in Abhängigkeit von einem an ihrem Eingang anliegen den dynamischen Watch-Dog-Signal ein statisches Watch-Dog-Signal entnehmbar ist,
- - daß je ein besonderer (zweiter) Ausgang (13; 23) zur Abgabe eines Software-Reset-Signals vorgesehen und fest belegt ist,
- - daß je Prozessor ein besonderer (zweiter) Eingang (15; 26) zum Empfang eines Reset/Restart-Signals des jeweils anderen Prozessors vorgesehen und fest belegt ist,
- - daß jedem (zweiten) Eingang (15, 25) je eine logische Schaltung (30, 32; 29, 31) mit drei Eingängen vorgeschaltet ist, wobei je weils der erste dieser drei Eingänge (38; 34) mit besagtem (zwei ten) Ausgang (23; 13) des jeweils anderen Prozessors zur Abgabe eines Software-Reset-Signals und der zweite dieser drei Eingänge mit dem Ausgang der vom jeweils anderen Prozessor angesteuerten (22; 12) Pumpschaltung (28; 27) verbunden ist, und
- - daß den dritten Eingängen besagter logischer Schaltungen (30, 32; 29, 31) über eine Sammelleitung (18) ein Initialisierungssignal zu führbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Feh
len einer Störung die von beiden Prozessoren abgegebenen
Watch-Dog-Signale im wesentlichen gleiches Tastverhältnis und glei
che Frequenz aufweisen.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
beiden Watch-Dog-Signalen bei Fehlen einer Störung ein vorbestimmter
Phasenoffset besteht, der bei Eintreten einer Störung der Programm
verarbeitung in einem Prozessor verloren geht.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenig
stens einer der beiden Prozessoren mit einem weiteren, von besagten
Daten- und Steuerleitungen (17) unabhängigen Datenbus (16, 26) ver
bunden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei
den Prozessoren mit unterschiedlicher Clockfrequenz betreibbar sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die über
besagte Steuerleitungen (17) ausgelösten Prüfworte für die Daten
übertragung auf besagten Datenleitungen richtungsabhängig verschie
den sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagte
logische Schaltungen jeweils aus zwei seriell kaskadierten Gattern
(29, 31; 30, 32) bestehen.
9. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Prozessoren als Master
mit Vorrang und der anderen Prozessor als Slave mit Nachrang be
treibbar ist, solange kein Defekt vorliegt und daß bei Erkennung ei
nes Defekts jeder der beiden Prozessoren im wesentlichen dieselbe
Notfunktion mit gleicher Leistung abarbeitet.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2, 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der (zweite) Eingang (15; 25) eines je
den Prozessors zum Empfang eines Reset/Restart-Signals mit jeweils
dem (zweiten) Ausgang (13; 23) des anderen Prozessors zur Abgabe ei
nes Software-Reset-Signals dynamisch gekoppelt sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei
Eintreten einer Störung der Programmverarbeitung in einem Prozessor
derselbe durch eine erhöhte Anzahl von Software-Reset-Impulsen pro
Zeiteinheit gegenüber der Anzahl im Zustand fehlender Störung
blockierbar ist, wobei diese erhöhte Anzahl von Software-Reset-Im
pulsen pro Zeiteinheit dem Ausgang (13; 23) des ungestörten Prozes
sors entnehmbar ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873726489 DE3726489C2 (de) | 1987-08-08 | 1987-08-08 | Einrichtung zur Überwachung eines Rechnersystems mit zwei Prozessoren in einem Kraftfahrzeug |
JP63193588A JP2768693B2 (ja) | 1987-08-08 | 1988-08-04 | 2台のプロセッサを有するコンピュータシステムを監視する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873726489 DE3726489C2 (de) | 1987-08-08 | 1987-08-08 | Einrichtung zur Überwachung eines Rechnersystems mit zwei Prozessoren in einem Kraftfahrzeug |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3726489A1 DE3726489A1 (de) | 1989-02-16 |
DE3726489C2 true DE3726489C2 (de) | 1995-04-20 |
Family
ID=6333397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873726489 Expired - Lifetime DE3726489C2 (de) | 1987-08-08 | 1987-08-08 | Einrichtung zur Überwachung eines Rechnersystems mit zwei Prozessoren in einem Kraftfahrzeug |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2768693B2 (de) |
DE (1) | DE3726489C2 (de) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4004709C2 (de) * | 1990-02-15 | 1999-01-07 | Bosch Gmbh Robert | Rechnersystem |
EP0509479B1 (de) * | 1991-04-16 | 1998-10-14 | Nec Corporation | Multiprozessorssystem |
DE4117393A1 (de) * | 1991-05-28 | 1992-12-03 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Einrichtung zur steuerung der kraftstoffeinspritzung einer brennkraftmaschine |
JPH064353A (ja) * | 1992-06-17 | 1994-01-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複数のマイクロコンピュータの相互監視回路 |
DE4438714A1 (de) * | 1994-10-29 | 1996-05-02 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs |
DK1086408T3 (da) * | 1998-06-10 | 2003-05-26 | Siemens Ag | Styreindretning til en maskine, et system eller et apparat og en fremgangsmåde til overvågning af styreindretningen. |
FR2838532B1 (fr) * | 2002-04-10 | 2004-07-30 | Airbus France | Systeme et procede de controle de plusieurs actionneurs |
JP2014102662A (ja) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Nikki Co Ltd | マイクロコンピュータ暴走監視装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4610013A (en) * | 1983-11-08 | 1986-09-02 | Avco Corporation | Remote multiplexer terminal with redundant central processor units |
DE3539407A1 (de) * | 1985-11-07 | 1987-05-14 | Bosch Gmbh Robert | Rechnersystem mit zwei prozessoren |
-
1987
- 1987-08-08 DE DE19873726489 patent/DE3726489C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-08-04 JP JP63193588A patent/JP2768693B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2768693B2 (ja) | 1998-06-25 |
DE3726489A1 (de) | 1989-02-16 |
JPH0261755A (ja) | 1990-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3700986C2 (de) | Einrichtung zur Überwachung eines Rechnersystems mit zwei Prozessoren in einem Kraftfahrzeug | |
EP0512240B1 (de) | System zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges | |
EP1337921B1 (de) | Vorrichtung zur überwachung eines prozessors | |
DE2539977B2 (de) | Schaltungsanordnung zur Erkennung fehlerhafter Zustände peripherer Einheiten in einer Datenverarbeitungsanlage | |
DE1900042A1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Ortung von Fehlern in einer Datenverarbeitungsanlage | |
DE2258917B2 (de) | Regelvorrichtung mit mindestens zwei parallelen signalkanaelen | |
EP0799143B1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zur überwachung der funktion einer programmgesteuerten schaltung | |
CH654425A5 (en) | Redundant control arrangement | |
DE3726489C2 (de) | Einrichtung zur Überwachung eines Rechnersystems mit zwei Prozessoren in einem Kraftfahrzeug | |
EP0766092A1 (de) | Testbare Schaltungsanordnung mit mehreren identischen Schaltungsblöcken | |
DE19847986C2 (de) | Einzelprozessorsystem | |
EP1615087B1 (de) | Steuer- und Regeleinheit | |
DE3225712C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsprüfung von digitalen Rechnern | |
EP2648100B1 (de) | Automatisierungsgerät mit Vorrichtungen zur Prozessorüberwachung | |
EP0907919B1 (de) | Vorrichtung zum betreiben von zwei funktionsmässig parallelgeschalteten prozessoren | |
DE4039013C2 (de) | ||
EP0428934A2 (de) | Verfahren zum Betrieb eines mehrkanaligen failsafe-Rechnersystems und Einrichtung zur Durhführung des Verfahrens | |
DE2161994A1 (de) | Fehlerfeststellungsschaltung bei einer Datenverarbeitungsanlage | |
EP0404992B1 (de) | Verfahren zum hochverfügbaren Betrieb von redundanten Datenverarbeitungsanlagen | |
DE3731097A1 (de) | Schaltungsanordnung zur ueberwachung einer einrichtung mit zwei mikroprozessoren, insbesondere einer kraftfahrzeug-elektronik | |
EP0281890B1 (de) | Sicherheitsschaltwerk mit mehreren dieselben Daten verarbeitenden Mikrocomputern | |
EP1019824B1 (de) | Verfahren zum erzeugen eines fehlerkennzeichnungssignals im datenbestand eines speichers und hierzu geeignete einrichtung | |
DE2709819A1 (de) | Schaltungsanordnung zur ueberpruefung von vergleichern | |
DE2130917C3 (de) | Schaltungsanordnung von Impulszählern zum Prüfen eines Eingabe-Musgabe-Steuerwerks in einem Rechner-Steuersystem | |
EP0820615B1 (de) | Anschaltung zur einkopplung von binären steuer- und meldesignalen in eine datenverarbeitungseinheit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) |