JP2000035903A - マイクロコンピュータの暴走監視装置 - Google Patents

マイクロコンピュータの暴走監視装置

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JP2000035903A
JP2000035903A JP10218499A JP21849998A JP2000035903A JP 2000035903 A JP2000035903 A JP 2000035903A JP 10218499 A JP10218499 A JP 10218499A JP 21849998 A JP21849998 A JP 21849998A JP 2000035903 A JP2000035903 A JP 2000035903A
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JP
Japan
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microcomputer
watchdog
microcomputers
signal
monitoring device
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JP10218499A
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Tetsuo Kojima
徹郎 児島
Mutsuhiro Terunuma
照沼  睦弘
Hideo Sakuyama
秀夫 作山
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のマイクロコンピュータ(マイコン)を
使用した車両用制御装置において、3個以上のマイコン
を使用した場合にも適用でき、かつ、同一の発振器でも
マイコンの暴走監視が可能とすることにある。 【解決手段】 クロック信号を発生する発信器4と、マ
イコン1,2,3の異常を判定したとき、マイコンにリ
セット信号を発生するウォッチドッグパルス監視装置5
からなるマイコンの暴走監視装置において、マイコンに
ウォッチドッグ信号の入力ポートWDIと出力ポートW
DOを設け、マイコンの入力ポートに他のマイコンの出
力ポートを接続すると共に、入力ポートにウォッチドッ
グ信号が入力されたとき、ウォッチドッグ信号のエッヂ
または変化点を検出し、このエッヂまたは変化点の信号
に基づいて新たにウォッチドッグ信号を作成し、出力ポ
ートから新たなウォッチドッグ信号を出力する機能を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用制御装置に
おいて複数のマイクロコンピュータを用いたシステム構
成におけるマイクロコンピュータの暴走監視装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】マイクロコンピュータの暴走監視装置
は、マイクロコンピュータの異常を検知したとき、マイ
クロコンピュータに対してリセット信号を発し、マイク
ロコンピュータのプログラムを初期状態から実行するこ
とにより、制御装置の異常動作を防止し、信頼性と安全
性を確保することを目的とするものである。従来、マイ
クロコンピュータの異常を検知する暴走監視装置として
は、実開昭60−135942号公報に記載されている
ような単一のマイクロコンピュータを使用したときのウ
ォッチドッグ監視装置がある。ところで、高速かつ高機
能な処理を行う車両用制御装置においては、複数のマイ
クロコンピュータを利用し、処理の分担を図っている。
このような場合、1個でもマイクロコンピュータが故障
すれば、直ちに異常を検知し、制御装置全体の異常動作
を防止しなくてはならない。特開平3−217364号
公報にはマイクロコンピュータを2個使用した制御装置
の暴走監視装置が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロコンピ
ュータの暴走監視装置は、単一のマイクロコンピュータ
を使用したとき、または、2個のマイクロコンピュータ
を使用したときの暴走監視を実行することができるが、
マイクロコンピュータを3個以上使用した場合には、そ
のまま従来の暴走監視技術の適用はできない点と、各マ
イクロコンピュータにそれぞれ別々のタイミングでウォ
ッチドッグパルスを出力させなくてはならない(例え
ば、2個のマイクロコンピュータにクロックを供給する
発振器を分離して、それぞれ異なったクロックを供給す
る必要がある。)点で問題があった。
【0004】本発明の課題は、このような点に鑑み、複
数のマイクロコンピュータを使用した車両用制御装置に
おいて、3個以上のマイクロコンピュータを使用した場
合にも適用でき、かつ、同一の発振器でも暴走監視が可
能なマイクロコンピュータの暴走監視装置を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、マイクロコンピュータにウォッチドッグ信号の入力
ポートと出力ポートを設け、このマイクロコンピュータ
の入力ポートに他のマイクロコンピュータの出力ポート
を接続すると共に、入力ポートに”L”と”H”レベル
から形成されるウォッチドッグ信号が入力されたとき、
ウォッチドッグ信号のエッヂまたは変化点を検出し、こ
のエッヂまたは変化点の信号に基づいて新たに”L”
と”H”レベルから形成されるウォッチドッグ信号を作
成し、出力ポートから新たなウォッチドッグ信号を出力
する機能を備える。また、一方のマイクロコンピュータ
の入力ポートに他方のマイクロコンピュータの出力ポー
トを接続した各マイクロコンピュータに、同一の発信器
からクロック信号を供給し、マイクロコンピュータ間で
ウォッチドッグ信号を伝搬させる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図1は、本発明によるマイクロコンピ
ュータ暴走監視装置の一実施形態を示す回路図である。
本発明のマイクロコンピュータ暴走監視装置は、2台以
上の任意台数のマイクロコンピュータに適用できるが、
本実施形態では一例として3台のマイクロコンピュータ
のウォッチドッグ信号を直列に接続した場合を示す。マ
イクロコンピュータ1,2,3は、発振器4よりクロッ
クの供給を受け、各々相当の処理を行っている。なお、
同図においては、部品点数削減のため、発振器は共通と
したが、各マイクロコンピュータに別の発振器を用意し
ても動作には支障ない。マイクロコンピュータ1は、ウ
ォッチドッグ信号出力ポート(WDO)のみを備え、マ
イクロコンピュータ2,3は、ウォッチドッグ入力ポー
ト(WDI)とウォッチドッグ出力ポート(WDO)を
備える。マイクロコンピュータ1はマイクロコンピュー
タ2へウォッチドッグ信号(b)を送り、マイクロコン
ピュータ2はマイクロコンピュータ3へウォッチドッグ
信号(h)を送り、マイクロコンピュータ3はウォッチ
ドッグパルス監視装置5にウォッチドッグ信号(j)を
送るように接続する。ウォッチドッグパルス監視装置5
は、予め定められた所定の期間の間ウォッチドッグ信号
(j)に変化がなければ、マイクロコンピュータ1〜3
のいずれかが故障していると判断して、マイクロコンピ
ュータ1,2,3にリセット信号を送る。
【0007】次に、マイクロコンピュータの内部動作に
ついて説明する。なお、マイクロコンピュータ内部の回
路は、制御ブロックを回路図的に示したものであり、実
際には、マイクロコンピュータ内蔵機能(例えば、周期
タイマ割込機能)やソフトウェアによって実現される。
マイクロコンピュータ1において、発振器4から供給さ
れるクロック(a)を分周カウンタ6で分周し、適当な
周期の周期パルスを生成する。フリップフロップ7に
は、NOTゲート8によって前回の出力値の論理反転値
が入力されているため、前記周期パルスのタイミング
で”L”レベルと”H”レベルを交互に出力する。これ
をウォッチドッグ信号(b)とする。マイクロコンピュ
ータ2において、フリップフロップ9,10およびXO
Rゲート11によってウォッチドッグ信号(b)の差分
を監視することにより、ウォッチドッグ信号(b)の両
エッジを検出し、エッジ検出パルス(c)を生成する。
次段のフリップフロップ12は、エッジ検出パルス
(c)を保存するレジスタであり、エッジ検出パルス
(c)によってトリガされると、”H”レベルを出力
し、以降クリア信号(i)によってクリアされるまでを
保存する。これをエッジ検出フラグ(d)とする。同時
にクロック(a)を分周カウンタ13で分周し、適当な
周期の周期パルス(f)を生成する。この周期パルス
(f)によってフリップフロップ14はトリガをかけら
れるが、XORゲート15によってエッジ検出フラグ
(d)が”L”レベルのときは、フリップフロップ14
の入力値(e)はフリップフロップ14の前回の出力値
(h)となり、エッジ検出フラグ(d)が1のときは、
フリップフロップ14の入力値(e)はフリップフロッ
プ14の前回の出力値(h)の論理反転値となる。つま
り、マイクロコンピュータ2は、分周カウンタ13の周
期内でウォッチドッグ信号(b)のエッジを検出したと
きは、周期パルス(f)のタイミングでウォッチドッグ
信号(h)の出力を反転する仕組みになっている。ま
た、デジタルディレイ16によって、周期パルス(f)
より僅かに遅れたパルス(g)を生成する。NANDゲ
ート17によってクリア信号(i)を生成するが、クリ
ア信号(i)がアクティブとなる条件は、エッジ検出フ
ラグ(d)が”H”レベルかつパルス(g)が”H”レ
ベルのときである。つまり周期パルス(f)のタイミン
グでウォッチドッグ信号(h)の出力を反転した後、僅
かに遅れてエッジ検出フラグ(d)をクリアする仕組み
となっている。マイクロコンピュータ3の内部動作は、
マイクロコンピュータ2と同じとする。このような構成
をとることにより、マイクロコンピュータ1〜3がすべ
て正常である限り、マイクロコンピュータ1で生成した
ウォッチドッグ信号(b)がウォッチドッグパルス監視
装置5に届く。マイクロコンピュータ1〜3のいずれが
故障しても、ウォッチドッグパルス監視装置5にウォッ
チドッグ信号(j)が届かなくなるため、異常を検知す
ることができる。
【0008】図2は、本実施形態の正常なときの動作を
示すタイムチャート図である。図2において、マイクロ
コンピュータ1は、クロック(a)を適当な分周比で分
周してウォッチドッグ信号(b)を生成する。マイクロ
コンピュータ2は、ウォッチドッグ信号(b)の両エッ
ジを検出すると検出パルス(c)を生成する。エッジ検
出フラグ(d)は、クリア信号(i)によってクリアさ
れるまで検出パルス(c)の値を保存する。周期パルス
(f)の立ち上がり時にエッジ検出フラグ(d)が”
H”レベルの場合は、フリップフロップ14の入力値
(e)は、フリップフロップ14の出力値(h)の論理
反転値となり、出力値(h)は反転する。周期パルス
(f)の立ち上がり時にエッジ検出フラグ(d)が”
L”レベルの場合は、フリップフロップ14の入力値
(e)は、フリップフロップ14の出力値(h)と同値
となり出力値(h)は変わらない。また、周期パルス
(g)の立ち上がり時にエッジ検出フラグ(d)が”
H”レベルの場合は、クリア信号(i)が”L”レベル
(負論理のため、アクティブ)となり、エッジ検出フラ
グ(d)をクリアする。このようにして、マイクロコン
ピュータ2は、ウォッチドッグ信号(b)の両エッジを
検出すると、出力値(h)を反転して出力することか
ら、マイクロコンピュータ1が正常動作している限り
は、ウォッチドッグ信号(h)を出力し続ける。マイク
ロコンピュータ3も同様にして、マイクロコンピュータ
2が正常動作している限りは、ウォッチドッグ信号
(j)を出力し続ける。これにより、ウォッチドッグパ
ルス監視装置5は、すべてのマイクロコンピュータが正
常動作していると判断し、リセット信号(k)は”H”
レベル(負論理のため、非アクティブ)のままである。
なお、図2では、マイクロコンピュータ2はウォッチド
ッグ信号(b)の1/2周期の周期パルス(f)を生成
しているが、必ずしも短い周期のパルスを生成する必要
はなく、同一周期あるいは長い周期でも構わない。ま
た、図2では、ウォッチドッグ信号(b)のエッジを検
出するとして説明したが、ウォッチドッグ信号(b)の
変化点を検出するようにしてもよい。
【0009】図3は、本実施形態の異常なときの動作を
示すタイムチャート図である。同3において、マイクロ
コンピュータ1が故障したとき、ウォッチドッグ信号
(b)が途中で消失する。このため、マイクロコンピュ
ータ2は、ウォッチドッグ信号(b)の消失以後、エッ
ジ検出パルス(c)およびエッジ検出フラグ(d)は”
L”レベルのままである。周期パルス(f)の立ち上が
り時に、エッジ検出フラグ(d)が”L”レベルのた
め、フリップフロップ14の入力値(e)は出力値
(h)と同じとなるため、出力値(h)は変わらない。
このようにして、ウォッチドッグ信号(b)が消失した
場合は、ウォッチドッグ信号(h)も消失する。同様に
して、マイクロコンピュータ3のウォッチドッグ信号
(j)も消失するため、ウォッチドッグパルス監視装置
5は、マイクロコンピュータ1,2,3のいずれかが故
障したと判断し、リセット信号(k)を”L”レベル
(負論理のため、アクティブ)とする。これにより、マ
イクロコンピュータ1,2,3を初期状態にする。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
全てのマイクロコンピュータが正常に動作したときのみ
ウォッチドッグ信号が全てのマイクロコンピュータに伝
搬するので、複数台(3台以上でも可)のマイクロコン
ピュータに対して、どれか1台が故障した場合でも、異
常を確実に検知することができ、全てのマイクロコンピ
ュータをリセットすることによって、制御装置全体での
異常動作を防止することができる。また、本発明は、従
来例のように各マイクロコンピュータにクロックを供給
する発振器を分離して、それぞれ異なったクロックを供
給する必要はなく、全マイクロコンピュータで発振器を
共用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるマイクロコンピュータ暴走監視装
置の一実施形態
【図2】本発明によるマイクロコンピュータが正常動作
しているときのタイムチャート
【図3】本発明によるマイクロコンピュータが異常動作
しているときのタイムチャート
【符号の説明】
1,2,3…マイクロコンピュータ、4…発振器、5…
ウォッチドッグパルス監視装置、6,13…分周カウン
タ、7,9,10,12,14…D型フリップフロッ
プ、8…NOTゲート、11,15…XORゲート、1
6…デジタルディレイ、17…NANDゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 作山 秀夫 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 Fターム(参考) 5B042 AA11 AA12 CC13 CC22 DD02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロック信号を発生する発信器と、マイ
    クロコンピュータ及びウォッチドッグ信号の出力周期が
    予め定められた範囲内にないとき、異常と判定してマイ
    クロコンピュータにリセット信号を発生するウォッチド
    ッグパルス監視装置からなるマイクロコンピュータの暴
    走監視装置において、前記マイクロコンピュータにウォ
    ッチドッグ信号の入力ポートと出力ポートを設け、前記
    マイクロコンピュータの入力ポートに他のマイクロコン
    ピュータの出力ポートを接続すると共に、前記入力ポー
    トに”L”と”H”レベルから形成されるウォッチドッ
    グ信号が入力されたとき、前記ウォッチドッグ信号のエ
    ッヂまたは変化点を検出し、該エッヂまたは変化点の信
    号に基づいて新たに”L”と”H”レベルから形成され
    るウォッチドッグ信号を作成し、前記出力ポートから該
    新たなウォッチドッグ信号を出力する機能を備えること
    を特徴とするマイクロコンピュータの暴走監視装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、一方のマイクロコン
    ピュータの入力ポートに他方のマイクロコンピュータの
    出力ポートを接続した各マイクロコンピュータに、同一
    の発信器からクロック信号を供給し、マイクロコンピュ
    ータ間でウォッチドッグ信号を伝搬させることを特徴と
    するマイクロコンピュータの暴走監視装置。
JP10218499A 1998-07-16 1998-07-16 マイクロコンピュータの暴走監視装置 Pending JP2000035903A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020018835A (ko) * 2000-09-04 2002-03-09 김징완 삼중화 입출력장치
US7928742B2 (en) 2004-04-19 2011-04-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Digital measurement transmitter with current signal
CN103885849A (zh) * 2014-03-13 2014-06-25 深圳怡化电脑股份有限公司 一种电子系统的看门狗电路

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KR20020018835A (ko) * 2000-09-04 2002-03-09 김징완 삼중화 입출력장치
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Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

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