JP2002259164A - ウオッチドッグシステム - Google Patents

ウオッチドッグシステム

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JP2002259164A
JP2002259164A JP2001060147A JP2001060147A JP2002259164A JP 2002259164 A JP2002259164 A JP 2002259164A JP 2001060147 A JP2001060147 A JP 2001060147A JP 2001060147 A JP2001060147 A JP 2001060147A JP 2002259164 A JP2002259164 A JP 2002259164A
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watchdog
reset
cpu
error
cycle
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Masatoshi Inoue
正俊 井上
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明はCPUからの応答がない場合に、エラ
ーの続発を防止しつつ、リセットを行うウオッチドッグ
システムを提供する。 【解決手段】ウオッチドッグシステム1は、ウオッチド
ッグリセットの発生後、リセット直後のオペコードフェ
ッチを監視して、当該オブコードフェッチに基づいてC
PUサイクルが正常動作しているか否かを判定し、CP
Uサイクルが正常動作していないときには、リセットを
継続して、システムを起動させないため、故障によるエ
ラーが発生した場合、再度エラーが発生することを防止
することができるとともに、エラーがない場合には自動
復帰を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウオッチドッグシ
ステムに関し、詳細には、CPUからの応答がない場合
にCPUに対して割込を発生させたり、リセットを印加
する等を行うウオッチドッグ(watch dog)システムに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ウオッチドッグシステムは、例え
ば、CΡU搭載基板等に設けられ、CPUから出力され
たアドレスをデコードして、他の回路を制御するための
制御信号及びCPUが正常に動作しているか監視する。
ウオッチドッグシステムは、例えば、CΡU搭載基板の
内部に発生した一時的なノイズ等によってCPUが暴走
した時、CPUの動作が停止するが、CPUにリセット
信号を出力して、リセット信号によってCPU及び監視
回路をリセットさせる。
【0003】ところが、このような従来のウオッチドッ
グシステムでは、CPUが何らかの原因によって暴走し
た場合、CPUの動作が停止したままになるので、CP
Uに手動でリセットをかけて動作を回復させなければな
らないという課題があった。特に、CΡU搭載基板の内
部に発生した一時的なノイズ等の影響によってCPUが
暴走した場合(即ち、CPU搭載基板の故障ではない要
因で暴走した場合)でも、手動による回復操作が必要で
あった。
【0004】そこで、従来、停止信号が供給されると動
作を停止し、且つ該停止信号の非供給時に動作して回路
制御用のアドレスを出力する中央処理装置から出力され
た該アドレスをデコードして、該中央処理装置が正常に
動作していることを示す一定周期の監視信号を生成する
監視信号生成手段と、前記監視信号の停止を検出し、該
停止している期間を有効な論理レベルで示す検出信号を
生成する検出手段とを備え、前記検出信号に基づき前記
中央処理装置の動作を停止して該中央処理装置の暴走を
止めるウオッチドッグタイマにおいて、前記検出信号を
入力し、該検出信号が前記有効な論理レベルに遷移した
時に、前記中央処理装置の動作を一旦停止し且つその直
後に再び動作を開始させるための制御信号を生成する制
御信号生成回路と、前記検出信号が有効になった回数を
計数し、この計数値が所定の値になった時には前記中央
処理装置の動作を停止するための停止信号を生成するカ
ウンタと、前記カウンタが前記停止信号を生成した時、
前記制御信号にかかわらず該停止信号を前記中央処理装
置へ供給するゲート回路とを、設けたウオッチドッグタ
イマが提案されている(特開平6−22117号公報参
照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、一時的なノイズ等の影響に
よってCPUが暴走した場合、検出手段の検出信号から
制御信号生成回路で制御信号を生成してCPUに供給し
て、CΡUの動作が一旦停止した後に自動的に再開し、
手動によるCPUの回復操作を不要にしようとしている
ため、一時的なシステムエラーの場合には対処すること
はできるが、リセット後、システムが起動し、再びエラ
ーが発生する可能性があり、改良の必要があった。
【0006】そこで、請求項1記載の発明は、ウオッチ
ドッグリセットの発生後、リセット直後のオペコードフ
ェッチを監視して、当該オブコードフェッチに基づいて
CPUサイクルが正常動作しているか否かを判定し、C
PUサイクルが正常動作していないときには、リセット
を継続して、システムを起動させないことにより、故障
によるエラーが発生した場合、再度エラーが発生するこ
とを防止するとともに、エラーがない場合には自動復帰
を行うことのできるウオッチドッグシステムを提供する
ことを目的としている。
【0007】請求項2記載の発明は、システムのエラー
の発生の有無を検出し、システムエラーが発生している
と、リセットを継続して、システムを起動させないこと
により、エラーの診断をCPUプログラムにより正確に
行うとともに、システムが途中で停止した場合でもリセ
ット状態に速やかに移行することのできるウオッチドッ
グシステムを提供することを目的としている。
【0008】請求項3記載の発明は、CPUサイクルの
正常に動作しているか否かをDMAによるメモリヴェリ
ファイに基づいて判定することにより、DMAによる診
断で、確度の良いCPUサイクルの動作の診断を短期間
で行い、エラーの場合に速やかにリセット状態に移行す
ることのできるウオッチドッグシステムを提供すること
を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明のウ
オッチドッグシステムは、ウオッチドッグリセットの発
生後、リセット直後のオペコードフェッチを監視して、
当該オブコードフェッチに基づいてCPUサイクルが正
常動作しているか否かを判定し、CPUサイクルが正常
動作していないときには、前記リセットを継続して、シ
ステムを起動させないことにより、上記目的を達成して
いる。
【0010】上記構成によれば、ウオッチドッグリセッ
トの発生後、リセット直後のオペコードフェッチを監視
して、当該オブコードフェッチに基づいてCPUサイク
ルが正常動作しているか否かを判定し、CPUサイクル
が正常動作していないときには、リセットを継続して、
システムを起動させないため、故障によるエラーが発生
した場合、再度エラーが発生することを防止することが
できるとともに、エラーがない場合には自動復帰を行う
ことができる。
【0011】この場合、例えば、請求項2に記載するよ
うに、前記ウオッチドッグシステムは、システムのエラ
ーの発生の有無を検出し、システムエラーが発生してい
ると、前記リセットを継続して、システムを起動させな
いものであってもよい。
【0012】上記構成によれば、システムのエラーの発
生の有無を検出し、システムエラーが発生していると、
リセットを継続して、システムを起動させないため、エ
ラーの診断をCPUプログラムにより正確に行うことが
できるとともに、システムが途中で停止した場合でもリ
セット状態に速やかに移行することができる。
【0013】また、例えば、請求項3に記載するよう
に、前記ウオッチドッグシステムは、前記CPUサイク
ルの正常に動作しているか否かをDMAによるメモリヴ
ェリファイに基づいて判定するものであってもよい。
【0014】上記構成によれば、CPUサイクルの正常
に動作しているか否かをDMAによるメモリヴェリファ
イに基づいて判定するので、DMAによる診断で、確度
の良いCPUサイクルの動作の診断を短期間で行うこと
ができ、エラーの場合に速やかにリセット状態に移行す
ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。
【0016】図1〜図3は、本発明のウオッチドッグシ
ステムの第1の実施の形態を示す図であり、図1は、本
発明のウオッチドッグシステムの第1の実施の形態を適
用したウオッチドッグシステム1のシステム構成図であ
る。
【0017】図1において、ウオッチドッグシステム1
は、CPU2とウオッチドッグ(watch dog)
回路3等を備えており、CPU2は、ウオッチドッグシ
ステム1全体をコントロールするとともに、ウオッチド
ッグのコマンド設定も行う。CPU2は、プログラム動
作のメインルーチンにウオッチドッグ回路3へのコマン
ドCom1の設定を行い、正常に動作している場合には
ウオッチドッグ回路3のカウンタが更新されず、リセッ
トResが発生しないが、異常動作となったときに、ウ
オッチドッグ回路3のカウンタの更新が行われないため
にリセットResが発生して、CPU2に印可される。
【0018】ウオッチドッグ回路3は、カウンタ構成と
なっており、規定のカウント値になったときリセットが
発生する。
【0019】CPUは、上述のように、メインルーチン
で定期的にウオッチドッグ回路3にコマンドCom1を
設定し、ウオッチドッグ回路3は、カウンタの更新が行
われないと、リセットResを発生して、CPU2に印
加する。ウオッチドッグ回路3には、ウオッチドッグ回
路3にリセット信号を発生させ、CPU2が再起動した
際にリセット状態にしておくか、正常復帰させるかを設
定するコマンドCom2が入力され、このコマンドCo
m2は、CPU2のリセット直後のオペコードの値をデ
コードして得られる信号である。
【0020】ウオッチドッグ回路3は、図2に示すよう
に、履歴レジスタ(RO)11、マルチプレクサ(MP
X)12及びカウンタ13等を備えている。
【0021】履歴レジスタ11には、上記コマンドCo
m2とカウンタ13のカウントアップ信号が入力され、
履歴レジスタ11は、ウオッチドッグ回路3がリセット
を発生した場合に、次回のシステム起動時に、履歴を参
照するためのレジスタである。
【0022】マルチプレクサ12には、高速クロックH
CKと低速クロックLCKが入力されているとともに、
履歴レジスタ12から選択信号が入力され、高速クロッ
クHCKと低速クロックLCKのいずれかを選択して選
択したクロックCKをカウンタ13に出力する。マルチ
プレクサ12は、通常時は、低速クロックLCKが選択
して、カウンタ13に出力し、カウンタ13は、ゆっく
りカウントアップする。
【0023】カウンタ13には、上記CPU2からのコ
マンドCom1とマルチプレクサ12からのクロックC
Kが入力され、カウンタ13は、マルチプレクサ12か
らのクロックCKをカウントアップするとともに、コマ
ンドCom1でリセットされて更新される。カウンタ1
3は、CPU2が正常動作していてCPU2からメイン
ルーチンで定期的にコマンドCom1が入力されると、
一定数以上をカウントアップすることはないが、CPU
2が異常動作すると、コマンドCom1が入力されず、
規定値をカウントアップすると、リセットを発生して、
履歴レジスタ11に出力して、履歴レジスタ11に履歴
を刻むとともに、CPU2に印可する。
【0024】次に、本実施の形態の作用を説明する。ウ
オッチドッグシステム1は、リセット直後に、履歴レジ
スタ11のフラグを検出して、ウオッチドッグ履歴があ
るかチェックし(ステップS101)、ウオッチドッグ
履歴がないときには、通常動作となる。
【0025】ウオッチドッグシステム1は、ステップS
101で、履歴レジスタ11にウオッチドッグ(wat
chdog)履歴があると、CPU2のリセットサイク
ルで、CPU2が正常動作しているか、具体的には、ベ
クタの発生の検出を一致回路により行い、メモリより得
られたデータが正常であるかチェックし(ステップS1
02)、正常であると、バスエラーが無かったと判断し
て、通常動作と判断し、コマンドCom2により履歴レ
ジスタ11の内容をクリアする。これにより、履歴レジ
スタ11の出力内容がマルチプレクサ12に出力され、
マルチプレクサ12が、通常の低速クロックLCKを選
択して、カウンタ13には、この低速クロックLCKが
入力される。
【0026】ウオッチドッグシステム1は、ステップS
102で、異常があった場合、すなわち、バスエラーが
あった場合は、コマンドCom2が履歴レジスタ11に
入力されないため、履歴レジスタ11は、エラーのフラ
グを保持する。その場合、マルチプレクサ12は、高速
クロックHCKを選択し、CPU2のリセットサイクル
終了直後から、リセット状態となる(ステップS10
3)。
【0027】このように、本実施の形態のウオッチドッ
グシステム1は、ウオッチドッグリセットResの発生
後、リセット直後のオペコードフェッチを監視して、当
該オブコードフェッチに基づいてCPUサイクルが正常
動作しているか否かを判定し、CPUサイクルが正常動
作していないときには、リセットを継続して、システム
を起動させないため、故障によるエラーが発生した場
合、再度エラーが発生することを防止することができる
とともに、エラーがない場合には自動復帰を行うことが
できる。
【0028】次に、本発明のウオッチドッグシステムの
第2の実施の形態を説明する。本実施の形態は、CPU
のエラー検出機能を付加したもので、請求項2に対応す
るものである。
【0029】なお、本実施の形態は、上記第1の実施の
形態のウオッチドッグシステム1と同様のウオッチドッ
グシステムに適用したものであり、本実施の形態の説明
においては、上記第1の実施の形態で用いた図面及び符
号を用いて説明する。
【0030】本実施の形態のウオッチドッグシステム1
では、コマンドCom2は、ソフト的にCPU2が判断
するコマンド信号である。
【0031】そして、図3において、ウオッチドッグシ
ステム1は、リセット直後に、履歴レジスタ11のフラ
グを検出し(ステップS101)、ウオッチドッグ履歴
がないときには、通常動作となる。ステップS101
で、履歴レジスタ11にウオッチドッグ履歴がある場合
には、CPU2は、プログラム動作で、データバスによ
り履歴レジスタ11の値を読み出してメモリベリファイ
動作等を行い(ステップS102)、正常と判断できる
場合には、コマンドCom2を設定することにより低速
クロックLCKに切り替える。この場合、高速クロック
HCKは、エラー検出プログラムが動作できる程度のク
ロックであり、エラーがあって、プログラム動作が途中
で実行できなくなった場合でも、高速クロックHCKに
より、早い段階でリセット状態となる。
【0032】ステップS102で、異常であった場合、
CPU2は、周辺をリセットし、自らにスリープコマン
ドを設定して終了する(ステップS103)。
【0033】このように、本実施の形態のウオッチドッ
グシステム1は、システムのエラーの発生の有無を検出
し、システムエラーが発生していると、リセットを継続
して、システムを起動させないため、エラーの診断をC
PUプログラムにより正確に行うことができるととも
に、システムが途中で停止した場合でもリセット状態に
速やかに移行することができる。
【0034】次に、本発明のウオッチドッグシステムの
第3の実施の形態を説明する。本実施の形態は、リセッ
ト直後のオペコードフェッチの監視をDMAによるメモ
リヴェリファイ検出で代替えしたもので、請求項3に対
応するものである。
【0035】なお、本実施の形態は、上記第1の実施の
形態のウオッチドッグシステム1と同様のウオッチドッ
グシステムに適用したものであり、本実施の形態の説明
においては、上記第1の実施の形態で用いた図面及び符
号を用いて説明する。
【0036】本実施の形態のウオッチドッグシステム1
では、コマンドCom2は、図示しないDMAアクセス
によって得られるヴェリファイ結果のコンペア信号であ
る。
【0037】そして、図3において、ウオッチドッグシ
ステム1は、リセット直後に、履歴レジスタ11のフラ
グを検出し(ステップS101)、ウオッチドッグ履歴
がないと、通常動作となる。
【0038】ステップS101で、履歴がある場合に
は、CPU2のリセットサイクル以降に、自動的に実行
されるDMAコントローラでメモリの内容がヴェリファ
イされ(ステップS102)、正常であった場合には、
バスエラーが無かったと判断して、通常動作と判断し、
コマンドCom2により履歴レジスタ11の内容がクリ
アされる。これににより、履歴レジスタ11の出力内容
がマルチプレクサ12に出力され、マルチプレクサ12
が通常の低速クロックLCKを選択して、カウンタ13
にはこの低速クロックLCKが入力される。
【0039】ステップS102で、バスエラーがあった
場合は、コマンドCom2が履歴レジスタ11に入力さ
れないため、履歴レジスタ11は、エラーのフラグを保
持する。その場合、マルチプレクサ12は、高速クロッ
クHCKを選択し、CPU2のリセットサイクル終了直
後から、リセット状態となる(ステップS103)。
【0040】このように、本実施の形態のウオッチドッ
グシステム1は、CPUサイクルの正常に動作している
か否かをDMAによるメモリヴェリファイに基づいて判
定しているので、DMAによる診断で、確度の良いCP
Uサイクルの動作の診断を短期間で行うことができ、エ
ラーの場合に速やかにリセット状態に移行することがで
きる。
【0041】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
【0042】
【発明の効果】請求項1記載の発明のウオッチドッグシ
ステムによれば、ウオッチドッグリセットの発生後、リ
セット直後のオペコードフェッチを監視して、当該オブ
コードフェッチに基づいてCPUサイクルが正常動作し
ているか否かを判定し、CPUサイクルが正常動作して
いないときには、リセットを継続して、システムを起動
させないため、故障によるエラーが発生した場合、再度
エラーが発生することを防止することができるととも
に、エラーがない場合には自動復帰を行うことができ
る。
【0043】請求項2記載の発明のウオッチドッグシス
テムによれば、システムのエラーの発生の有無を検出
し、システムエラーが発生していると、リセットを継続
して、システムを起動させないため、エラーの診断をC
PUプログラムにより正確に行うことができるととも
に、システムが途中で停止した場合でもリセット状態に
速やかに移行することができる。
【0044】請求項3記載の発明のウオッチドッグシス
テムによれば、CPUサイクルの正常に動作しているか
否かをDMAによるメモリヴェリファイに基づいて判定
するので、DMAによる診断で、確度の良いCPUサイ
クルの動作の診断を短期間で行うことができ、エラーの
場合に速やかにリセット状態に移行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のウオッチドッグシステムの第1の実施
の形態を適用したウオッチドッグシステムのシステム構
成図。
【図2】図1のウオッチドッグ回路の要部回路ブロック
図。
【図3】図1のウオッチドッグシステムによるウオッチ
ドッグ処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 ウオッチドッグシステム 2 CPU 3 ウオッチドッグ回路 11 履歴レジスタ 12 マルチプレクサ 13 カウンタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウオッチドッグリセットの発生後、リセッ
    ト直後のオペコードフェッチを監視して、当該オブコー
    ドフェッチに基づいてCPUサイクルが正常動作してい
    るか否かを判定し、CPUサイクルが正常動作していな
    いときには、前記リセットを継続して、システムを起動
    させないことを特徴とするウオッチドッグシステム。
  2. 【請求項2】前記ウオッチドッグシステムは、システム
    のエラーの発生の有無を検出し、システムエラーが発生
    していると、前記リセットを継続して、システムを起動
    させないことを特徴とする請求項1記載のウオッチドッ
    グシステム。
  3. 【請求項3】前記ウオッチドッグシステムは、前記CP
    Uサイクルの正常に動作しているか否かをDMAによる
    メモリヴェリファイに基づいて判定することを特徴とす
    る請求項1または請求項2記載のウオッチドッグシステ
    ム。
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