JPH0588943A - ウオツチドツグタイマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、不適当な初期化信号の発生によるプ
ログラムの渋滞や停止の検出効率の低下を防いで効率高
くプログラムの渋滞や停止を検出しようとするものであ
る。 【構成】初期化信号が下限監視タイマ(11)に入力される
と、この下限監視タイマは初期化信号の発生間隔が下限
期間よりも短い場合に下限タイムアウト信号を送出す
る。この下限タイムアウト信号はしゃ断回路(10)へ送ら
れ、このしゃ断回路は下限タイムアウト信号を受けたと
きに上限監視タイマへ送る初期化信号をしゃ断する。こ
れにより、上限監視タイマ(12)には下限期間より発生間
隔が長い初期化信号が送られ、この上限監視タイマは初
期化信号を入力してこの初期化信号の間隔が上限期間よ
りも長い場合に上限タイアウト信号を送出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロコンピュータ
応用システムに適用されるウォッチドッグタイマに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】マイクロコンピュータ応用システムに
は、何等かの障害によるプログラム実行の渋滞や停止を
監視する誤り検出装置が備えられている。この誤り検出
装置は目的とする処理の継続や再実行、さらには渋滞や
停止の通報をマイクロコンピュータ応用システム自身に
行わせるための最終的な手段としてしばしば使用されて
いる。

【０００３】この誤り検出装置の１つにウォッチドッグ
タイマがある。図９はかかるウォッチドッグタイマ１を
適用したマイクロコンピュータ応用システムの全体構成
図である。マイクロプロセッサ２には制御信号バス３を
介してメモリ４及び外部入出力装置５が接続されてい
る。ウォッチドッグタイマ１は初期化入力端子を外部入
出力装置５の出力端子に接続するとともにタイムアウト
出力端子を割込信号ゲート６の信号入力端子に接続して
いる。この割込信号ゲート６はゲート制御端子を外部入
出力装置５の出力端子に接続するとともに出力端子をマ
イクロプロセッサ２のマスク不能割込入力端子に接続し
ている。

【０００４】ウォッチドッグタイマ１は少なくとも初期
化信号Ｓが入力されてから予め設定された期間が経過す
ると真（ハイレベル）となるタイムアウト信号Ｔを出力
する機能を有するもので、ここでタイムアウト信号Ｔが
真となる前に初期化信号Ｓが再び入力するとタイムアウ
ト信号Ｔを真とする期間を延長する機能を有している。
なお、延長する期間は予め設定された期間と同一であ
る。従って、ウォッチドッグタイマ１はこの設定期間の
より短い周期で初期化信号Ｓが入力すると、偽（ローレ
ベル）のタイムアウト信号Ｔを送出し続ける。

【０００５】かかる構成であれば、マイクロプロセッサ
２は外部入出力装置５を操作して初期化信号Ｓを発生す
る。この場合、マイクロプロセッサ２は、少なくとも実
行するプログラムの１つ又はそれ以上の適当な場所にウ
ォッチドッグタイマ１へ初期化信号Ｓを与える手続が記
述されている。通常、この手続はサブルーチンやタスク
などのある程度まとまった処理の後に記述され、タイム
アウト信号Ｔの発生がどんな処理の渋滞、停止のために
であるかを判定できるようにしている。

【０００６】ウォッチドッグタイマ１に初期化信号Ｓが
入力すると、このウォッチドッグタイマ１は図１０に示
すように初期化信号Ｓの立ち下がりでタイムアウト信号
Ｔを偽にする。そして、マイクロプロセッサ２は外部入
出力装置５を操作してゲート制御信号Ｇを真として初期
化が完了する。このとき、割込信号ゲート６は真のゲー
ト制御信号Ｇを入力するも偽のタイムアウト信号Ｔを入
力しているので、その出力は偽のマスク不能割込信号Ｈ
となる。

【０００７】この状態に前回の偽の初期化信号Ｓの入力
から設定期間を超過して次の偽の初期化信号Ｓがウォッ
チドッグタイマ１に入力すると、このウォッチドッグタ
イマ１は図１０に示すようにタイムアウト信号Ｔを真と
する。このタイムアウト信号Ｔの真の立上りを受けて割
込信号ゲート６は真のマスク不能割込信号を出力する。

【０００８】マイクロプロセッサ２は真のマスク不能割
込信号を受けると、このときから割込処理を起動する。
この割込処理は割込が発生した時点の故障に関する情報
を収集し、その判定結果により処理の継続、再実行、又
は停止を行ない、かつ必要ならばプログラムの停止や渋
滞を検出することの通報である。

【０００９】このようにウォッチドッグタイマを使用す
ることにより、通常の場合に救うことのできない暴走な
どを含むプログラムの渋滞や停止からマイクロプロセッ
サ２を実行可能な状態まで戻すことができる。

【００１０】以上のようにウォッチドッグタイマ１は、
初期化信号Ｓが真の状態で設定期間を過ぎれば真のタイ
ムアウト信号Ｔを出力する。しかしながら、周期的に起
動されるプログラム処理の先頭やループのなかに初期化
信号の発生手続が記述されていると、ウォッチドッグタ
イマ１により暴走などを含むプログラムの渋滞や停止を
検出することが困難となる。特にループの中に初期化信
号の発生手続が記述されていると、何等かの障害により
ループの終了条件が真にならない現象が発生すると、処
理が無限ループに入って暴走状態に陥ったのと同じにな
る。この状態をウォッチドッグタイマ１により検出する
ことは不可能である。

【００１１】これはプログラムの記述に本質的な問題が
あるので、本来はプログラムのデバック時に十分取り除
くべきであるが、プログラム量が膨大な量となると完全
に除去することは事実上不可能である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のように周期的に
起動されるプログラム処理の先頭やループのなかに初期
化信号の発生手続が記述されて不適当なタイミングで初
期化信号Ｓを発生すると、ウォッチドッグタイマ１によ
り暴走などを含むプログラムの渋滞や停止を検出するこ
とが困難となる。

【００１３】そこで本発明は、不適当な初期化信号の発
生によるプログラムの渋滞や停止の検出効率の低下を防
いで効率高くプログラムの渋滞や停止を検出できるウォ
ッチドッグタイマを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、初期化信号の
発生間隔の上限期間が設定され、初期化信号を入力して
この初期化信号の間隔が上限期間よりも長い場合に上限
タイアウト信号を送出する上限監視タイマと、初期化信
号の発生間隔の下限期間が設定され、初期化信号を入力
してこの初期化信号の間隔が下限期間よりも短い場合に
下限タイムアウト信号を送出する下限監視タイマと、こ
の下限監視タイマからの下限タイムアウト信号を受けた
ときに上限監視タイマへ送られる初期化信号をしゃ断す
るしゃ断回路と備えて上記目的を達成しようとするウォ
ッチドッグタイマである。

【００１５】

【作用】このような手段を備えたことにより、初期化信
号が下限監視タイマに入力されると、この下限監視タイ
マは初期化信号の発生間隔が下限期間よりも短い場合に
下限タイムアウト信号を送出する。この下限タイムアウ
ト信号はしゃ断回路へ送られ、このしゃ断回路は下限タ
イムアウト信号を受けたときに上限監視タイマへ送る初
期化信号をしゃ断する。これにより、上限監視タイマに
は下限期間より発生間隔が長い初期化信号が送られ、こ
の上限監視タイマは初期化信号を入力してこの初期化信
号の間隔が上限期間よりも長い場合に上限タイアウト信
号を送出する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について図面を参
照して説明する。

【００１７】図１はウォッチドッグタイマの構成図であ
る。しゃ断ゲート回路１０の入力端子及び下限監視タイ
マ１１の初期化端子にそれぞれ初期化信号Ｓが入力し、
かつこの下限監視タイマ１１のタイムアップ端子がしゃ
断ゲート回路１０のゲート制御端子に接続されている。
そして、しゃ断ゲート回路１０の出力端子が上限監視タ
イマ１２の初期化端子に接続されている。

【００１８】上限監視タイマ１２は予め初期化信号Ｓの
発生間隔の上限期間が設定されており、最初に出力する
タイムアップ信号Ｔは真となっている。この上限監視タ
イマ１２は次の各機能を有している。

【００１９】すなわち、(a) しゃ断ゲート回路１０を通
ってくる初期化信号Ｓ1 を入力し、この初期化信号Ｓ1
が偽の状態ではタイムアップ信号Ｔを変化させない機
能。(b) 初期化信号Ｓ1 が偽から真に立ち上がるとタイ
ムアップ信号Ｔを偽に変化させ、この後、上限期間を経
過するまで新−偽−真と変化する初期化信号Ｓ1 が入力
されなければ、タイムアップＴを真に変化する機能。
(c) 上限期間内に新−偽−真と変化する初期化信号Ｓ1
が入力されれば、タイムアップ信号Ｔを真とする期間を
延長する機能、なお、延長する期間は設定された上限期
間と同一期間である。(d) ところで、初期化信号Ｓが偽
の期間内に上限期間となる場合がある。この場合、上限
期間を経過しなかったと判定し、かつタイムアップ信号
Ｔを真とする期間を延長する機能を有する。なお、上限
期間を経過する判定は初期化信号Ｓの真−偽の立ち下が
りで行われ、又タイムアウト信号Ｔの次の理論値の決定
は初期化信号Ｓの偽−真の立ち上がりで行われる。しか
るに、初期化信号Ｓが偽の期間内に丁度上限期間を経過
する場合、上限期間経過の判定は初期化信号Ｓの偽のパ
ルス幅を最大として延長される。なお、パルス幅分の誤
差は上限期間を充分大きくすることにより問題とならな
い。

【００２０】下限監視タイマ１１は予め初期化信号Ｓの
発生間隔の下限期間が設定されており、最初に出力する
タイムアップ信号Ｔ1 は真となっている。この下限監視
タイマ１１は次の各機能を有している。

【００２１】すなわち、(a) 初期化信号Ｓを入力し、こ
の初期化信号Ｓが偽の状態ではタイムアップ信号Ｔ1 を
変化させない機能。(b) 初期化信号Ｓが偽から真に立ち
上がるとタイムアップ信号Ｔ1 を偽に変化させ、この
後、下限期間を経過するまで真−偽−真と変化する初期
化信号Ｓが入力されなければ、タイムアップＴ1 を真に
変化する機能。(c) 上限期間内に真−偽−真と変化する
初期化信号Ｓが入力されれば、タイムアップ信号Ｔ1 を
真とする期間を延長する機能、なお、延長する期間は設
定された下限期間と同一期間である。(d) ところで、初
期化信号Ｓが偽の期間内に上限期間となる場合がある。
この場合、下限期間を経過しなかったと判定し、かつタ
イムアップ信号Ｔ1 を真とする期間を延長する機能を有
する。なお、下限期間を経過する判定は初期化信号Ｓの
真−偽の立ち下がりで行われ、又タイムアウト信号Ｔの
次の理論値の決定は初期化信号Ｓの偽−真の立ち上がり
で行われる。しかるに、初期化信号Ｓが偽の期間内に丁
度下限期間を経過する場合、下限期間経過の判定は初期
化信号Ｓの偽のパルス幅を最大として延長される。な
お、パルス幅分の誤差は下限期間を充分大きくすること
により問題とならない。

【００２２】しゃ断ゲート回路１０はゲート制御端子に
入力されるタイムアップ信号Ｔ1 が真であれば入力端子
と出力端子との各論理値を同一とし、又ゲート制御端子
に入力されるタイムアップ信号Ｔ1 が偽であれば入力端
子と出力端子とをしゃ断して真の信号Ｓ1 を送出する機
能を有している。

【００２３】次に上記の如く構成されたウォッチドッグ
タイマを適用したマイクロコンピュータ応用システムに
適用した場合の作用について図２に示す同システムの全
体構成図を参照して説明する。ここで、ウォッチドッグ
タイマはＡで示し、かつ図９と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。 (1) 初期化の動作について説明する。

【００２４】まず、各初期化信号Ｓ，Ｓ1 及び各タイム
アップ信号Ｔ，Ｔ1 の各初期値は真である。又、ゲート
制御信号Ｇは偽であり、割込信号ゲート６はしゃ断され
てマスク不能割込信号Ｈは偽となっている。

【００２５】この状態にマイクロプロセッサ２は外部入
出力装置５を操作して初期化信号Ｓの理論値を図３に示
すように真から偽にし、再び真にする。この変化の初期
化信号Ｓはしゃ断ゲート回路１０及び下限監視タイマ１
１に送られる。

【００２６】このとき、しゃ断ゲート回路１０のゲート
制御端子には真のタイムアップ信号Ｔ1 が入力している
ので、しゃ断ゲート回路１０はしゃ断解除の状態にあ
り、初期化信号Ｓを真−偽−真の変化の通り初期化信号
Ｓ1 として通過させる。一方、下限監視タイマ１１は初
期化信号Ｓを受けて偽−真の変化を検出して偽のタイム
アップ信号Ｔ1 を送出する。又、上限監視タイマ１２は
初期化信号Ｓ1 を受けると、その偽−真の変化を検出し
て偽のタイムアップ信号Ｔを送出する。

【００２７】次にマイクロプロセッサ２は外部入出力装
置５を操作してゲート制御信号Ｇを真とする。これによ
り、割込信号ゲート６はしゃ断を解除する。これ以降、
タイムアップ信号Ｔが真となると割込信号ゲート６は真
のマスク不能割込信号Ｈを送出するものとなる。以上で
初期化の動作が終了する。 (2) 次に正常時の動作について説明する。

【００２８】初期動作終了の後、初期化信号Ｓが図４に
示すように下限期間を経過してから真−偽−真と変化す
ると、下限監視タイマ１１は下限期間を経過したことを
判定し、このときにタイムアップ信号Ｔ1 を偽から真に
変化する。この真のタイムアップ信号Ｔ1 はしゃ断ゲー
ト回路１０に送られ、このしゃ断ゲート回路１０はしゃ
断を解除して初期化信号Ｓを通過させる。

【００２９】これにより、上限監視タイマ１２はしゃ断
ゲート回路１０からの初期化信号Ｓ1 を入力し、この初
期化信号Ｓ1 の発生間隔が上限期間内であれば偽のタイ
ムアップ信号Ｔを送出する。 (3) 次に異常発生時の動作について説明する。

【００３０】初期化信号Ｓの発生間隔が図５に示すよう
に下限期間内となると、下限監視タイマ１１はタイムア
ップ信号Ｔ1 を偽とする期間を延期する。従って、下限
監視タイマ１１は偽のタイムアップ信号Ｔ1 を送出す
る。これにより、しゃ断ゲート回路１０は初期化信号Ｓ
の通過をしゃ断して偽の初期化信号Ｓ1 を上限監視タイ
マ１２に送出する。この上限監視タイマ１２は偽の初期
化信号Ｓ1 を入力し、この状態で上限期間を経過する
と、真のタイムアップ信号Ｔを送出する。かくして、こ
のタイムアップ信号Ｔは割込信号ゲート６に送られる。
この割込信号ゲート６は真のゲート制御信号Ｇが入力し
ているので、真のタイムアップ信号Ｔの入力によって真
のマスク不能割込信号Ｈを送出する。このマスク不能割
込信号Ｈはマイクロプロセッサ２に送られ、このマイク
ロプロセッサ２は真のマスク不能割込信号を受けると、
このときから割込処理を起動する。この割込処理は割込
が発生した時点の故障に関する情報を収集し、その判定
結果により処理の継続、再実行、又は停止などを行な
う。

【００３１】一方、初期化信号Ｓの発生間隔が下限期間
以上となると、下限監視タイマ１１は図６に示すように
タイムアップ信号Ｔ1 を偽から真に変化する。この真の
タイムアップ信号Ｔ1 はしゃ断ゲート回路１０に送ら
れ、このしゃ断ゲート回路１０はしゃ断を解除して初期
化信号Ｓを通過させる。上限監視タイマ１２はしゃ断ゲ
ート回路１０からの初期化信号Ｓ1 を入力し、この初期
化信号Ｓ1 の発生間隔が上限期間内であれば偽のタイム
アップ信号Ｔを送出する。

【００３２】ところが、図６に示すように初期化信号Ｓ
1 の発生間隔が上限期間以上となると、上限監視タイマ
１２は上限期間経過時にタイムアップ信号Ｔを偽から真
に変化する。これにより、割込信号ゲート６は真のマス
ク不能割込信号Ｈを送出する。以下、上記同様にマスク
不能割込信号Ｈがマイクロプロセッサ２に送られ、この
マイクロプロセッサ２は真のマスク不能割込信号を受け
ると、このときから割込処理を起動する。この割込処理
は割込が発生した時点の故障に関する情報を収集し、そ
の判定結果により処理の継続、再実行、又は停止などを
行なう。

【００３３】このように上記第１実施例においては、下
限監視タイマ１１により初期化信号Ｓの発生間隔が下限
間隔時間よりも短い場合に下限タイムアウト信号Ｔ1 を
送出してしゃ断ゲート回路１０により上限監視タイマ１
２へ送る初期化信号Ｓ1 をしゃ断し、上限監視タイマ１
２により初期化信号Ｓ1 の間隔が上限期間よりも長い場
合に上限タイアウト信号Ｔを送出するようにしたので、
下限期間内に発生する初期化信号Ｓは全て無視すること
ができる。これにより、不適当なプログラムにより必要
以上に短い間隔で発生していた初期化信号Ｓは自動的に
排除され、かかるプログラムの連続する箇所では初期化
信号Ｓの発生の手続きが無いのと同一となる。従って、
この状態が続けばタイムアップ信号Ｔが送出され、プロ
グラムの実行デバッグ時に最も不度合いな箇所を効率良
く見付けだすことができる。又、下限期間を無限ループ
のループ周期よりも充分に長くすれば、予期しない無限
ループの発生、特にループ中でウォッチドッグタイマに
トリガを与え続けているような場合にも確実に検出でき
る。

【００３４】次に本発明の第２実施例について図７に示
すウォッチドッグタイマを適用したマイクロコンピュー
タ応用システムの全体構成図を参照して説明する。この
ウォッチドッグタイマ２０は上限期間及び下限期間を設
定変更可能としたもので、図８に示すように上限監視タ
イマ２１、下限監視タイマ２２及びしゃ断回路２３から
構成されている。このうち上限監視タイマ２１及び下限
監視タイマ２２にはそれぞれ期間設定端子及び禁止制御
入力端子が設けられている。これら期間設定端子には外
部入出力装置５からの上限期間、下限期間がそれぞれ入
力するように接続され、かつ下限監視タイマ２２から出
力されるタイムアップ信号Ｔ1 がしゃ断回路２３のゲー
ト制御端子及び各禁止制御入力端子に送られるようにな
っている。

【００３５】かかる構成であれば、上限監視タイマ２１
の上限期間及び下限監視タイマ２２の下限期間の各設定
は、初期化信号Ｓを与えるタイミングで外部入出力装置
５を通して同時に行われる。この場合、上限監視タイマ
２１及び下限監視タイマ２２がそれぞれ各禁止制御入力
端子への入力により禁止されていなければ、初期化信号
Ｓの立ち上がりで上限期間、下限期間が変更設定され
る。又、上限監視タイマ２１及び下限監視タイマ２２は
下限監視タイマ２２のタイムアップ信号Ｔ1 が入力して
各期間の変更設定が禁止されるので、下限時間を過ぎて
から各期間の変更設定は禁止される。

【００３６】以下、上記第１実施例と同様に初期化信号
Ｓの発生間隔が下限期間よりも短い場合に下限監視タイ
マ２２から下限タイムアウト信号Ｔ1 を送出してしゃ断
回路２３をしゃ断し、上限監視タイマ２１により初期化
信号Ｓ1の間隔が上限期間よりも長い場合に上限タイア
ウト信号Ｔを送出する。

【００３７】このように第２実施例においては、上記第
２実施例と同様の効果を奏するとともに各タイマ２１、
２２の上限期間、下限期間を例えばプログラムの負荷に
応じて変更設定でき、かつこの変更設定により検出効率
を高めることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、不
適当な初期化信号の発生によるプログラムの渋滞や停止
の検出効率の低下を防いで効率高くプログラムの渋滞や
停止を検出できるウォッチドッグタイマを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるウォッチドッグタイマの第１実
施例を示す構成図。

【図２】同ウォッチドッグタイマを適用したマイクロコ
ンピュータ応用システムの全体構成図。

【図３】同ウォッチドッグタイマの初期化の動作タイミ
ング図。

【図４】同ウォッチドッグタイマの正常時における動作
タイミング図。

【図５】同ウォッチドッグタイマの下限期間不足時にお
ける動作タイミング図。

【図６】同ウォッチドッグタイマの上限期間超過時にお
ける動作タイミング図。

【図７】同ウォッチドッグタイマの第２実施例を適用し
たマイクロコンピュータ応用システムの全体構成図。

【図８】本発明に係わるウォッチドッグタイマの第２実
施例を示す構成図。

【図９】従来のウォッチドッグタイマの構成図。

【図１０】同ウォッチドッグタイマの動作タイミング
図。

【符号の説明】

１０，２３…しゃ断ゲート回路、１１，２２…下限監視
タイマ、１２，２１…上限監視タイマ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 初期化信号の発生間隔の上限期間が設定
   され、前記初期化信号を入力してこの初期化信号の間隔
   が前記上限期間よりも長い場合に上限タイムアウト信号
   を送出する上限監視タイマと、 初期化信号の発生間隔の下限期間が設定され、前記初期
   化信号を入力してこの初期化信号の間隔が前記下限期間
   よりも短い場合に下限タイムアウト信号を送出する下限
   監視タイマと、 この下限監視タイマからの下限タイムアウト信号を受け
   たときに前記上限監視タイマへ送られる前記初期化信号
   をしゃ断するしゃ断回路と、を具備したことを特徴とす
   るウォッチドッグタイマ。