JP2017016601A

JP2017016601A - ウォッチドッグタイマの動作確認方式

Info

Publication number: JP2017016601A
Application number: JP2015135751A
Authority: JP
Inventors: 広樹岡田; Hiroki Okada
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-07-07
Also published as: JP6485834B2

Abstract

【課題】自動診断が可能であって、診断に要する時間を短縮することができるウォッチドッグタイマの動作確認方式を提供する。【解決手段】一定周期でリセット信号を出力するウォッチドッグタイマ２００と、ウォッチドッグタイマ２００による監視対象となるマイクロコンピュータ１００と、ウォッチドッグタイマ２００からリセット信号が最初の所定回数出力されたときに、ウォッチドッグタイマ２００が正常動作していることを示す割込信号を生成し、それ以後にリセット信号が出力されたときに、マイクロコンピュータ１００に対して再起動を指示するリセット信号を生成する割込信号生成回路２１０とが備わっている。【選択図】図１

Description

本発明は、ウォッチドッグタイマが正常に動作していることを確認するウォッチドッグタイマの動作確認方式に関する。

従来から、表示用のダイナミックスキャン信号をウォッチドッグタイマのタイマ入力信号として用い、このタイマ入力信号の通過部分に自己診断スイッチを設けてこのタイマ入力信号の入力を手動操作により一時的に停止したり、プログラムにしたがってこのタイマ入力信号の入力を一時的に停止することにより、ウォッチドッグタイマからマイクロコンピュータのリセット端子に所定の信号を入力することで、ウォッチドッグタイマの機能診断を行うようにした自己診断装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平５−２１６７１１号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された自己診断装置では、手動により、あるいは、所定のプログラムを実行することによりウォッチドッグタイマの機能診断を行っているが、いずれの場合も、正常にウォッチドッグタイマからマイクロコンピュータのリセット端子に向けて所定の信号が出力された時点でマイクロコンピュータがリセットされてしまうため、ウォッチドッグタイマが正常に動作しているか否かを自動診断することができないという問題があった。例えば、所定のプログラムを実行して強制的にウォッチドッグタイマからマイクロコンピュータのリセット端子に所定の信号を入力すると、その時点でマイクロコンピュータの動作がリセットされるため、特許文献１の図３に示されたような一定時間経過後にウォッチドッグタイマが不要であるか否かの判定動作を継続することができず、少なくとも「正常表示」を行うことはできない。

また、特許文献１に開示された自己診断装置では、ウォッチドッグタイマが正常動作する場合にはマイクロコンピュータがリセットされるため、その後、マイクロコンピュータが再起動後の正常動作を開始するまで時間がかかることになり、機能診断に時間がかかるという問題があった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ウォッチドッグタイマの自動診断が可能であって、診断に要する時間を短縮することができるウォッチドッグタイマの動作確認方式を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明のウォッチドッグタイマの動作確認方式は、一定周期で第１の信号を出力するウォッチドッグタイマと、ウォッチドッグタイマによる監視対象となる処理手段と、ウォッチドッグタイマから第１の信号が最初の所定回数出力されたときに、ウォッチドッグタイマが正常動作していることを示す第２の信号を生成し、それ以後に第１の信号が出力されたときに、処理手段に対して再起動を指示する第３の信号を生成する動作確認信号生成手段とを備えている。

ウォッチドッグタイマから第１の信号が出力された時点で直ちに処理手段を再起動するのではなく、ウォッチドッグタイマが正常動作していることを示す第２の信号をこの第１の信号に基づいて生成しているため、この第２の信号を用いたウォッチドッグタイマの自動診断を行うことが可能となる。また、処理手段の再起動が行われないため、再起動後に正常動作を開始するまでまつ必要がなく、診断やその後の動作再開に要する時間を短縮することができる。

また、上述した動作確認信号生成手段から出力される第２の信号の有無に応じてウォッチドッグタイマの動作確認結果を通知する通知手段をさらに備えることが望ましい。これにより、ウォッチドッグタイマを自動診断した結果を利用者に知らせることが可能となる。

また、上述した処理手段は、通常動作時には一定周期よりも短い周期でウォッチドッグタイマの動作を初期化し、ウォッチドッグタイマの動作確認時にはこの初期化動作を停止する確認実行手段を有することが望ましい。具体的には、上述したウォッチドッグタイマの動作確認は、処理手段に対する電源投入に伴う動作開始時に行われることが望ましい。あるいは、上述したウォッチドッグタイマの動作確認は、処理手段がスタンバイ状態から復帰する際に行われることが望ましい。あるいは、上述したウォッチドッグタイマの動作確認は、利用者によって指示されたタイミングで行われることが望ましい。これにより、自動診断を行いたい任意のタイミングでウォッチドッグタイマの動作確認を行うことができる。

また、上述した処理手段は、動作確認信号生成手段から第２の信号が入力されたときにウォッチドッグタイマが正常動作している旨の判定を行う確認結果判定手段を有することが望ましい。これにより、処理手段を再起動することなくウォッチドッグタイマの診断を行うことができる。

また、上述した処理手段は、マイクロコンピュータであり、マイクロコンピュータは、第２の信号が入力されたときに割り込みを発生させる割込み端子と、第３の信号が入力されたときに動作をリセットするリセット端子とを有することが望ましい。これにより、ウォッチドッグタイマが正常動作した際に生成される第２の信号がマイクロコンピュータの割込み端子に入力されるため、マイクロコンピュータにおいてはこの割り込みの有無に応じてウォッチドッグタイマの自動診断を実施することが可能となる。

また、上述したウォッチドッグタイマから第１の信号が出力される最初の所定回数は１回であることが望ましい。これにより、最小限の時間でウォッチドッグタイマの診断を行うことができる。

また、上述した動作確認信号生成手段は、ウォッチドッグタイマと処理手段の間に挿入されることが望ましい。これにより、動作確認信号生成手段を追加するだけでウォッチドッグタイマの動作確認を行うことができ、従来から用いられているウォッチドッグタイマや処理手段をそのまま使用することが可能となる。

また、上述したウォッチドッグタイマおよび動作確認信号生成手段は、処理手段に内蔵されていることが望ましい。これにより、ウォッチドッグタイマが内蔵されたマイクロコンピュータ等の処理手段を用いる場合であっても本発明を適用することが可能となる。

一実施形態の電子機器の構成を示す図である。割込信号生成回路の構成を示す図である。割込信号生成回路に入出力される信号のタイミング図である。ウォッチドッグタイマの動作確認を行う動作手順を示す流れ図である。図４に示す動作確認を行うマイクロコンピュータの機能ブロックを示す図である。ウォッチドッグタイマと割込信号生成回路をマイクロコンピュータに内蔵した変形例を示す図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の電子機器について、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の電子機器の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の電子機器は、マイクロコンピュータ１００、ウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ）２００、割込信号生成回路２１０を備えている。

マイクロコンピュータ１００は、動作クロック信号に同期して動作し、所定のプログラムを実行することにより各種の動作を行う。このマイクロコンピュータ１００には、リセット信号が入力されるリセット端子Ｒ、割込信号が入力される割込端子ＩＮＴ、ウォッチドッグタイマ２００に向けて動作を初期化するクリア信号を出力する出力端子Ｏが少なくとも備わっている。なお、出力端子Ｏは、クリア信号出力用に設ける場合の他、他のアドレス指定を行うアドレス端子やデータの入出力を行うＩ／Ｏ端子の一部を流用するようにしてもよい。本実施形態では、このマイクロコンピュータ１００がウォッチドッグタイマ２００による監視対象となっている。

ウォッチドッグタイマ２００は、例えばカウンタによって構成されており、マイクロコンピュータ１００からクリア信号が入力された時点でカウント値が初期化された後にカウント動作を行い、一定時間経過後にカウント値が所定値に達したときにリセット信号（第１の信号）を出力する。このカウント動作（リセット信号の出力動作）は、所定値に達する前にクリア信号が入力されて初期化されない限り、一定時間周期で繰り返される。マイクロコンピュータ１００の通常動作時には、この一定周期よりも短い間隔で繰り返しクリア信号が出力されてウォッチドッグタイマ２００のカウント動作が初期化される。

割込信号生成回路２１０は、ウォッチドッグタイマ２００からリセット信号が最初の所定回数（例えば１回）出力されたときに、ウォッチドッグタイマ２１０が正常動作していることを示す割込信号（第２の信号）を生成して出力し、それ以後にウォッチドッグタイマ２００からリセット信号が出力されたときに、マイクロコンピュータ２００に対して再起動を指示するリセット信号（第３の信号）を生成する。

図２は、割込信号生成回路２１０の構成を示す図である。図２に示すように、割込信号生成回路２１０は、Ｄフリップフロップ２１２とナンド回路２１４とを含んで構成されている。なお、図２に示す割込信号生成回路２１０は一例であって、同様の信号生成を行う構成であれば各種の変形が可能である。

図３は、割込信号生成回路２１０に入出力される信号のタイミング図である。図３において、「電源」は電源の投入状態を示しており、電源が投入された状態がハイレベルで示されている。また、「ＷＤＴ」はウォッチドッグタイマ２００の出力端子の電圧レベルを示しており、ハイレベルからローレベルに変化させることでリセット信号が出力される。「Ｄ−ＦＦ」はＤフリップフロップ２１２の出力端子Ｑの電圧レベルを示している。「ＩＮＴ」は割込信号生成回路２１０からマイクロコンピュータ１００の割込端子ＩＮＴに入力される割込信号を、「ＮＡＮＤ」はナンド回路２１４から出力されてマイクロコンピュータ１００のリセット端子Ｒに入力されるリセット信号を示している。

マイクロコンピュータ１００、ウォッチドッグタイマ２００、割込信号生成回路２１０のそれぞれは、電源投入に伴って動作を開始する。

クリア信号が入力されないウォッチドッグタイマ２００からは、動作開始後、一定時間Ｔ毎にリセット信号が出力される。ウォッチドッグタイマ２００から出力されて割込信号生成回路２１０に入力されるリセット信号は、そのまま割込信号としてマイクロコンピュータ１００の割込端子ＩＮＴに入力されるとともに、Ｄフリップフロップ２１０のクロック端子に入力される。Ｄフリップフロップ２１０は、ウォッチドッグタイマ２００から最初にリセット信号が入力されてその後ウォッチドッグタイマ２１０の出力がローレベルからハイレベルに変化するタイミングに合わせて、Ｄ端子から“１”を取り込み、それ以後出力端子Ｑをハイレベルに維持する。このようにしてウォッチドッグタイマ２００から最初のリセット信号が出力されてから遅れてＤフリップフロップ２１２の出力端子Ｄがハイレベルに変化するため、ナンド回路２１４は、この最初のリセット信号が入力されたときにこのリセット信号をマスクし、２回目以降のリセット信号が入力されときにこれらのリセット信号をそのまま出力する。

本実施形態の電子機器はこのような構成を有しており、次にウォッチドッグタイマ２００の動作確認（診断）を行う動作について説明する。

図４は、ウォッチドッグタイマ２００の動作確認を行う動作手順を示す流れ図である。この動作確認は、電源投入時に毎回実施される。また、図５は図４に示す動作確認を行うマイクロコンピュータ１００の機能ブロックを示す図である。図５に示すように、マイクロコンピュータ１００は、クリア信号生成部１０２、確認実行処理部１０４、確認結果判定部１０６、通知部１０８を備えている。

クリア信号生成部１０２は、ウォッチドッグタイマ２００に向けて動作を初期化するクリア信号を生成する。このクリア信号を生成する構成は、従来から用いられているものをそのまま用いることができる。確認実行処理部１０４は、ウォッチドッグタイマ２００の動作確認時以外の通常動作時に、クリア信号生成部１０２から入力されるクリア信号をそのままウォッチドッグタイマ２００に向けて出力するとともに、動作確認時にこのクリア信号の出力をマスク（停止）する。確認結果判定部１０６は、ウォッチドッグタイマ２００の動作確認時に、割込信号生成回路２１０から割込端子ＩＮＴに入力される割込信号の有無を監視することにより、確認結果（ウォッチドッグタイマ２００の診断結果）を判定する。通知部１０８は、ウォッチドッグタイマ２００の動作確認結果を利用者に通知したり、マイクロコンピュータ１００の外部に設けられた他の処理部（図示せず）に通知する。

上述したマイクロコンピュータ１００が処理手段に、割込信号生成回路２１０が動作確認信号生成手段に、通知部１０８が通知手段に、確認実行処理部１０４が確認実行手段に、確認結果判定部１０６が確認結果判定手段にそれぞれ対応する。

電源が投入されてマイクロコンピュータ１００、ウォッチドッグタイマ２００、割込信号生成回路２１０のそれぞれが動作を開始すると、確認実行処理部１０４は、クリア信号生成部１０２から出力されるクリア信号をマスクし、マイクロコンピュータ１００からウォッチドッグタイマ２００に向けたクリア信号の出力を停止する（ステップ１００）。

次に、確認結果判定部１０６は、割込端子ＩＮＴに割込信号生成回路２１０から割込信号が入力されたか否かを判定する（ステップ１０２）。割込信号が入力された場合、すなわち、ウォッチドッグタイマ２００からリセット信号が出力された場合には肯定判断が行われ、通知部１０８は、ウォッチドッグタイマ２００に異常がないことを通知する（ステップ１０４）。

また、マイクロコンピュータ１００の割込端子ＩＮＴに割込信号が入力されない場合にはステップ１０２の判定において否定判断が行われる。次に、確認結果判定部１０６は、一定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する（ステップ１０６）。この一定時間Ｔ１は、ウォッチドッグタイマ２００が初期化されてからリセット信号を出力するまでの一定時間Ｔと同じでもよいが、この時間Ｔよりも長い時間を設定してもよい。時間Ｔ１が経過していない場合には否定判断が行われ、ステップ１０２に戻って割込信号の有無判定が繰り返される。

また、一定時間Ｔ１が経過した場合にはステップ１０６の判定において肯定判断が行われる。一定時間Ｔ１が経過した場合とは、クリア信号が入力されない状態が時間Ｔ継続したにもかかわらず、ウォッチドッグタイマ２００からリセット信号が出力されないということであり、通知部１０８は、ウォッチドッグタイマ２００に異常があることを通知する（ステップ１０８）。

通知部１０８による通知（ステップ１０４、１０８）が行われた後、確認実行処理部１０４は、クリア信号生成部１０２から出力されるクリア信号のマスクを解除し、マイクロコンピュータ１００からウォッチドッグタイマ２００に向けたクリア信号の出力を再開する（ステップ１１０）。その後、マイクロコンピュータ１００による通常動作に移行する（ステップ１１２）。

このように、本実施形態の電子機器では、ウォッチドッグタイマ２００からリセット信号（第１の信号）が出力された時点で直ちにマイクロコンピュータ１００を再起動するのではなく、ウォッチドッグタイマ２００が正常動作していることを示す割込信号（第２の信号）をこのリセット信号に基づいて生成しているため、この割込信号を用いたウォッチドッグタイマ２００の自動診断を行うことが可能となる。また、マイクロコンピュータ１００の再起動が行われないため、再起動後に正常動作を開始するまでまつ必要がなく、診断やその後の動作再開に要する時間を短縮することができる。

また、割込信号の有無に応じてウォッチドッグタイマ２００の動作確認結果を通知する通知部１０８を備えているため、ウォッチドッグタイマ２００を自動診断した結果を利用者に知らせることが可能となる。

また、マイクロコンピュータ１００には、通常動作時には一定周期よりも短い周期でウォッチドッグタイマ２００の動作を初期化し、ウォッチドッグタイマ２００の動作確認時にはこの初期化動作を停止する確認実行処理部１０４が備わっている。具体的には、例えばウォッチドッグタイマ２００の動作確認は、マイクロコンピュータ１００に対する電源投入に伴う動作開始時に行われる。電源投入時に毎回ウォッチドッグタイマ２００の診断を行うことができ、ウォッチドッグタイマ２００の初期不良だけでなく、使用途中での故障を速やかに発見することが可能となる。

また、マイクロコンピュータ１００には、割込信号生成回路２１０から割込信号が入力されたときにウォッチドッグタイマ２００が正常動作している旨の判定を行う確認結果判定部１０６が備わっている。これにより、マイクロコンピュータ１００を再起動することなくウォッチドッグタイマ２００の診断を行うことができる。

また、ウォッチドッグタイマ２００からリセット信号が１回出力されたときに割込信号をマイクロコンピュータ１００の割込端子ＩＮＴに入力しているため、複数回のリセット信号の入力に対応して割込信号を生成する場合に比べて、最小限の時間でウォッチドッグタイマ２００の診断を行うことができる。

また、ウォッチドッグタイマ２００とマイクロコンピュータ１００の間に割込信号生成回路２１０が挿入されているため、割込信号生成回路２１０を追加するだけでウォッチドッグタイマ２００の動作確認を行うことができ、従来から用いられているウォッチドッグタイマ２００やマイクロコンピュータ１００をそのまま使用することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ウォッチドッグタイマ２００からリセット信号が１回出力されたときに割込信号をマイクロコンピュータ１００の割込端子ＩＮＴに入力しているが、ウォッチドッグタイマ２００からリセット信号が最初の複数回出力されたときに、ウォッチドッグタイマ２１０が正常動作していることを示す割込信号（第２の信号）を割込信号生成回路２１０によって生成して出力するようにしてもよい。この場合には、複数回のリセット信号のそれぞれに対応して複数回割込信号を出力するようにしてもよいし、複数回のリセット信号の中の最後のリセット信号の出力に合わせて１回だけ割込信号を生成するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、電源投入直後にウォッチドッグタイマ２００の動作確認を行うようにしたが、マイクロコンピュータ２００がスタンバイ状態から復帰する際や、利用者によって確認動作の実行が指示されたときなどに、ウォッチドッグタイマ２００の動作確認を行うようにしてもよい。利用者による確認動作の実行指示は、キーボードやテンキーあるいはその他の操作スイッチなど（いずれも図示せず）を利用者が操作することにより行うことができ、その操作内容がマイクロコンピュータ１００内の確認実行処理部１０４に送られる。確認実行処理部１０４は、この操作内容が入力されたときに、図４に示す動作手順を開始する。このように、電源投入直後だけでなく、スタンバイ状態からの復帰時や利用者による確認動作の実行指示がなされたときに、ウォッチドッグタイマ２０の動作確認を行うことにより、ウォッチドッグタイマ２００の自動診断を行いたい任意のタイミングで動作確認を行うことが可能となる。

また、上述した実施形態では、マイクロコンピュータ１００とは別にウォッチドッグタイマ２００と割込信号生成回路２１０を設けたが、図６に示すように、これらはマイクロコンピュータ１００に内蔵するようにしてもよい。これにより、ウォッチドッグタイマ２００が内蔵されたマイクロコンピュータ１００を用いる場合であっても本発明を適用することが可能となる。

また、上述した実施形態では、マイクロコンピュータ１００がウォッチドッグタイマ２００による監視対象となっている場合について説明したが、マイクロコンピュータ１００以外の処理手段、例えばクロック信号に同期してプログラムを実行するＤＳＰやその他のプロセッサを監視対象とする場合についても本発明を適用することができる。

上述したように、本発明によれば、ウォッチドッグタイマから第１の信号が出力された時点で直ちに処理手段を再起動するのではなく、ウォッチドッグタイマが正常動作していることを示す第２の信号をこの第１の信号に基づいて生成しているため、この第２の信号を用いたウォッチドッグタイマの自動診断を行うことが可能となる。また、処理手段の再起動が行われないため、再起動後に正常動作を開始するまでまつ必要がなく、診断やその後の動作再開に要する時間を短縮することができる。

１００マイクロコンピュータ
１０２クリア信号生成部
１０４確認実行処理部
１０６確認結果判定部
１０８通知部
２００ウォッチドッグタイマ
２１０割込信号生成回路
２１２Ｄフリップフロップ
２１４ナンド回路

Claims

一定周期で第１の信号を出力するウォッチドッグタイマと、
前記ウォッチドッグタイマによる監視対象となる処理手段と、
前記ウォッチドッグタイマから前記第１の信号が最初の所定回数出力されたときに、前記ウォッチドッグタイマが正常動作していることを示す第２の信号を生成し、それ以後に前記第１の信号が出力されたときに、前記処理手段に対して再起動を指示する第３の信号を生成する動作確認信号生成手段と、
を備えることを特徴とするウォッチドッグタイマの動作確認方式。
請求項１において、
前記動作確認信号生成手段から出力される前記第２の信号の有無に応じて前記ウォッチドッグタイマの動作確認結果を通知する通知手段をさらに備えることを特徴とするウォッチドッグタイマの動作確認方式。
請求項１または２において、
前記処理手段は、通常動作時には前記一定周期よりも短い周期で前記ウォッチドッグタイマの動作を初期化し、前記ウォッチドッグタイマの動作確認時にはこの初期化動作を停止する確認実行手段を有することを特徴とするウォッチドッグタイマの動作確認方式。
請求項１〜３のいずれか一項において、
前記処理手段は、前記動作確認信号生成手段から前記第２の信号が入力されたときに前記ウォッチドッグタイマが正常動作している旨の判定を行う確認結果判定手段を有することを特徴とするウォッチドッグタイマの動作確認方式。
請求項１〜４のいずれか一項において、
前記処理手段は、マイクロコンピュータであり、
前記マイクロコンピュータは、前記第２の信号が入力されたときに割り込みを発生させる割込み端子と、前記第３の信号が入力されたときに動作をリセットするリセット端子とを有することを特徴とするウォッチドッグタイマの動作確認方式。
請求項１〜５のいずれか一項において、
前記ウォッチドッグタイマから前記第１の信号が出力される前記最初の所定回数は１回であることを特徴とするウォッチドッグタイマの動作確認方式。
請求項３において、
前記ウォッチドッグタイマの動作確認は、前記処理手段に対する電源投入に伴う動作開始時に行われることを特徴とするウォッチドッグタイマの動作確認方式。
請求項３において、
前記ウォッチドッグタイマの動作確認は、前記処理手段がスタンバイ状態から復帰する際に行われることを特徴とするウォッチドッグタイマの動作確認方式。
請求項３において、
前記ウォッチドッグタイマの動作確認は、利用者によって指示されたタイミングで行われることを特徴とするウォッチドッグタイマの動作確認方式。
請求項１〜９のいずれか一項において、
前記動作確認信号生成手段は、前記ウォッチドッグタイマと前記処理手段の間に挿入されることを特徴とするウォッチドッグタイマの動作確認方式。
請求項１〜９のいずれか一項において、
前記ウォッチドッグタイマおよび前記動作確認信号生成手段は、前記処理手段に内蔵されていることを特徴とするウォッチドッグタイマの動作確認方式。