JPH09128268A - プログラム障害検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プログラムの処理障害を検出する。 【解決手段】 周期割り込みが発生したときに、周期割
り込みハンドラは、共通メモリを読み込み、共通メモリ
内の値がＡＡＨであれば、エラーカウントをクリアし
て、共通メモリに５５Ｈ書き込む。共通メモリの内容が
ＡＡＨ以外の値であれば、周期割り込みハンドラは、エ
ラーカウントが第１の基準値以上のときはＣＰＵの動作
を停止させ、第１の基準値未満の時はエラーカウントを
１つ増加させて共通メモリに５５Ｈ書き込む。モニタプ
ログラムは、共通メモリを読み込み、共通メモリ内の値
が５５Ｈであれば、エラーカウントをクリアする。共通
メモリの内容が５５Ｈ以外の値であれば、モニタプログ
ラムは、エラーカウントが第２の基準値以上のときはＣ
ＰＵの動作を停止させ、第２の基準値未満の時はエラー
カウントを１つ増加させて共通メモリにＡＡＨ書き込
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中央処理装置を備
えた処理装置における中央処理装置上で走行するプログ
ラムの処理障害を検出するプログラム障害検出方法に関
し、例えば、通信端末に適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、多機能電話機等の中央処理装置を
備えた通信端末では、中央処理装置上で走行するプログ
ラムの処理障害を検出するために、中央処理装置とは独
立したウォッチドッグタイマ回路（周期リセット生成回
路）による障害検出が行われている。

【０００３】ウォッチドッグタイマ回路は、中央処理装
置上で走行するプログラムが周期的に出力するリセット
解除信号を一定時間内に検出できないときにハードウェ
アリセット信号を出力して当該通信端末の初期化を行う
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
中央処理装置とは独立したウォッチドッグタイマ回路を
用いたプログラム障害検出方法では、通信端末上で走行
するプログラムが動作異常を起こしても、ウォッチドッ
グタイマ回路に対してリセット解除信号を出力するプロ
グラムが動作していれば、ウォッチドッグタイマ回路は
障害を検出できないので、動作異常状態であっても当該
通信端末を初期化して自己復旧することができなかっ
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、中央処理装置
を備えた処理装置における中央処理装置上で走行するプ
ログラムの処理障害を検出するプログラム障害検出方法
において、以下のようにしたことを特徴とする。

【０００６】すなわち、最後にアクセスしたプログラム
を特定できる情報を書き込み可能な共通記憶領域を設
け、第１のプログラム及び第２のプログラムは、共通記
憶領域に対して周期的にアクセスし、共通記憶領域に格
納された情報を読み出し、この情報に基づいて他方のプ
ログラムの障害を検出し、障害が発生していないときは
自己に割り当てられた情報を共通記憶領域に書き込む。

【０００７】なお、共通記憶領域から読み出した情報に
基づいて他方のプログラムの障害を検出するときに、以
下の（イ）〜（ニ）の何れかのようにすることが好まし
い。

【０００８】（イ）第１のプログラム及び第２のプログ
ラムは、規定の回数連続して他方のプログラムの書き込
んだ情報を確認できなかったときに他方のプログラムに
障害が発生したと判断する。

【０００９】（ロ）第１のプログラム及び第２のプログ
ラムが、規定の回数連続して自己のプログラムの書き込
んだ情報を確認したときに他方のプログラムに障害が発
生したと判断する。

【００１０】（ハ）第１のプログラム及び第２のプログ
ラムが、あるタイミングで起点を定めてこの起点から規
定時間経過するまでに他方のプログラムの書き込んだ情
報を確認できなかったときに他方のプログラムに障害が
発生したと判断する。

【００１１】（ニ）第１のプログラム及び第２のプログ
ラムが、あるタイミングで起点を定めてこの起点から規
定時間経過するまでに自己のプログラムの書き込んだ情
報とは別の情報を確認できなかったときに他方のプログ
ラムに障害が発生したと判断する。

【００１２】本発明のプログラム障害検出方法では、最
後にアクセスしたプログラムを特定できる情報を書き込
み可能な共通記憶領域を設け、第１のプログラム及び第
２のプログラムの双方が、この共通記憶領域に対して周
期的にアクセスし、共通記憶領域に格納された情報を読
み出し、この情報に基づいて他方のプログラムの障害を
検出し、障害が発生していないときは自己に割り当てら
れた情報を共通記憶領域に書き込むことにより他方のプ
ログラムが正常に作動しているか相互に監視する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるプログラム障
害検出方法の実施の形態を、図面を参照しながら詳述す
る。

【００１４】（第１の実施の形態）図２に第１の実施の
形態のプログラム障害検出方法が適用されている通信端
末内の中央処理装置上で走行する呼処理ソフトウェアの
構成を示す。呼処理ソフトウェアは、モニタプログラム
Ｋ１、複数（図示のものは３つ）の割り込みハンドラＨ
１〜Ｈ３、及び複数（図示のものは４つ）のタスクＴ１
〜Ｔ４からなる。

【００１５】モニタプログラムＫ１は割り込みハンドラ
Ｈ１〜Ｈ３及びタスクＴ１〜Ｔ４の実行を制御し、割り
込みハンドラ−タスク間、及びタスク−タスク間のメッ
セージによる通信機能を提供するものである。なお、第
１の実施の形態におけるモニタプログラムＫ１は、イベ
ントの発生順に当該イベントに対応する割り込みハンド
ラＨ１〜Ｈ３及びこの割り込みハンドラＨ１〜Ｈ３に対
応するタスクＴ１〜Ｔ４を起動（起床）させる。

【００１６】タスクＴ１〜Ｔ４は、中央処理装置の制御
権の割り振りのスケジュール対象となる処理単位のこと
をいい、一般的にはタスク、スレッド、プロセスと呼ば
れているものである。

【００１７】割り込みハンドラＨ１〜Ｈ３は、イベント
が発生したときに当該イベントに対応する割り込み処理
を行うプログラムである。

【００１８】図３に上述の割り込みハンドラとタスクの
関係を示す。なお、図２との同一、対応部分には同一符
号を付して示した。

【００１９】第１の割り込みハンドラＨ１は第１のタス
クＴ１にメッセージを送信できる。同様に、第２の割り
込みハンドラＨ２と第３の割り込みハンドラＨ３はそれ
ぞれ第２のタスクＴ２，第３のタスクＴ３にメッセージ
を送信できる。また、第１〜第３のタスクＴ１〜Ｔ３は
第４のタスクＴ４にメッセージを送信できる。さらに、
第４のタスクＴ４は第１〜第３のタスクＴ１〜Ｔ３にメ
ッセージを送信できる。

【００２０】また、メッセージボックスｍ１〜ｍ４は、
タスクＴ１〜Ｔ４に送られてきたメッセージを受け取る
窓口であり、メッセージを受け取ったタスクＴ１〜Ｔ４
はそれぞれに付属するメッセージボックスｍ１〜ｍ４に
送信されたメッセージを解析して所望の動作を行う。

【００２１】このような状態で、第１の割り込みハンド
ラＨ１がタスクＴ４を起床させるときの処理の流れを図
４を参照しながら説明する。なお、図２、図３との同
一、対応部分には同一符号を付して示した。

【００２２】イベントが発生したとき、このイベントに
対応した第１の割り込みハンドラＨ１がその割り込みを
検出し、この割り込みに対応する第１のタスクＴ１への
メッセージ送信要求をモニタプログラムＫ１に対して行
う。モニタプログラムＫ１は、第１のタスクＴ１のメッ
セージ送信要求を受けて、第１のタスクＴ１を起床させ
て、送信要求を受けたメッセージを第１のタスクＴ１付
属のメッセージボックスｍ１に送信する。付属のメッセ
ージボックスｍ１でメッセージを受信した第１のタスク
Ｔ１は、そのメッセージを解析してから所望の動作をす
る。

【００２３】また、あるタスクが他のタスクを起床させ
るときの処理の流れも、割り込みハンドラがタスクを起
床させるときの処理の流れと同様である。

【００２４】通常、図示しないウォッチドッグタイマ回
路へのリセット解除信号の出力は、モニタプログラムＫ
１、もしくはウォッチドッグタイマ処理タスク（ウォッ
チドッグタイマ回路に対して周期的にリセット解除信号
を出力するタスク）がおこなう。本実施の形態では、モ
ニタプログラムＫ１がウォッチドッグタイマがリセット
解除信号の出力をおこなうものとするが、ウォッチドッ
グタイマ処理タスクがリセット解除信号を出力するとき
の処理も同様である。

【００２５】モニタプログラムＫ１は、イベントが発生
していないときには、ウォッチドッグタイマ回路に対し
てリセット解除信号を出力する処理のみを行う。また、
従来においては、割り込みハンドラが動作しなくなった
場合は、モニタプログラムＫ１はイベントを検出するこ
とができないので、ウォッチドッグタイマに対してリセ
ット解除信号を出力をし続けるので、ウォッチドッグタ
イマ回路は障害を検出できなかった（デッドロック状
態）。

【００２６】本実施の形態におけるプログラム障害検出
方法は、このようなデッドロック状態に陥らないように
するために、モニタプログラムＫ１と周期割り込みハン
ドラの双方が読み書きできる共通メモリ（例えば１バイ
トのエリア）を設け、モニタプログラムＫ１と周期割り
込みハンドラの双方が共通メモリを監視するものであ
る。ここで、周期割り込みハンドラとは、指定した一定
時間周期で起動する割り込みハンドラのことであり、図
示しないタイマーからの周期割り込みで呼び出される。

【００２７】図１は、モニタプログラムと周期割り込み
ハンドラと共通メモリの関係を示したものである。

【００２８】モニタプログラムＫ１と周期割り込みハン
ドラＨ１は共に、共通メモリＭ１に対して読み書きでき
る。後述するように、モニタプログラムＫ１が共通メモ
リＭ１にＡＡＨ（１６進表記のＡＡ，以下ではＨは１６
進表記であることを示す）を書き込み、周期割り込みハ
ンドラＨ１が共通メモリにＭ１に５５Ｈを書き込み、互
いに相手が規定値を書き込んでいるか監視する。本実施
の形態では、上述の割り込みハンドラＨ１〜Ｈ３の中の
第１の割り込みハンドラが周期割り込みハンドラである
とする。

【００２９】以下に、共通メモリを用いたプログラム障
害検出方法の処理の流れを図を参照しながら説明する。

【００３０】通信端末が起動したとき、あるいは障害が
発生してその後復旧したときに共通メモリをＡＡＨで初
期設定して図示しないエラーカウントをクリアして、そ
の後タイマーの周期割り込みを有効にする。

【００３１】初期設定が終了して、通常運用状態にはい
ってからの周期割り込みハンドラＨ１の動作を図５を参
照しながら説明する。

【００３２】周期割り込みが発生したときに、周期割り
込みハンドラＨ１は、共通メモリＭ１を読み込み、共通
メモリＭ１内の値がＡＡＨであれば、エラーカウントを
クリアして、共通メモリＭ１に５５Ｈを書き込む（ステ
ップ５０１〜５０３，５０７）。

【００３３】共通メモリＭ１の内容がＡＡＨ以外の値で
あれば、周期割り込みハンドラＨ１は、エラーカウント
が第１の基準値以上のときは中央処理装置の動作を停止
させ、第１の基準値未満の時はエラーカウントを１つ増
加させて共通メモリに５５Ｈ書き込む（ステップ５０４
〜５０７）。

【００３４】中央処理装置の動作が停止すれば、ウォッ
チドッグタイマ回路は一定時間後にハードウェアリセッ
ト信号を出力して通信端末を端末を初期化して、端末は
自動復旧する。

【００３５】第１の基準値は、モニタプログラムＫ１の
最大周期÷周期割り込みハンドラＨ１の周期×４で求め
た値の少数部を切り上げて求めた値とする。

【００３６】モニタプログラムＫ１の最大周期とは、周
期割り込みハンドラ以外の割り込みハンドラＨ２，Ｈ３
の中で、イベントが発生してから当該割り込みハンドラ
が起動してこの割り込みハンドラに対応するタスクが処
理を終えるまでの時間である。つまり、あるイベントに
対する処理を行うのに要する時間の中で最長のものをい
う。

【００３７】周期割り込みハンドラＨ１の周期は、あら
かじめ定めたタイマーの周期割り込みの周期である。

【００３８】なお、第１の基準値が小さすぎると、障害
が発生していないのにもかかわらず、障害が発生したと
誤判断してしまう危険があるので、上述の計算方法では
４を乗算してある程度時間に幅を持たせている。

【００３９】同様に、通常運用状態にはいってからのモ
ニタプログラムＫ１の動作を図６を参照しながら以下に
説明する。

【００４０】モニタプログラムＫ１は、共通メモリＭ１
を読み込み、共通メモリＭ１内の値が５５Ｈであれば、
エラーカウントをクリアして、共通メモリＭ１にＡＡＨ
書き込みウォッチドッグタイマ回路にリセット解除信号
を出力する（ステップ６０１〜６０３，６０７，６０
８）。

【００４１】共通メモリＭ１の内容が５５Ｈ以外の値で
あれば、モニタプログラムＫ１は、エラーカウントが第
２の基準値以上のときは中央処理装置の動作を停止さ
せ、第２の基準値未満の時はエラーカウントを１つ増加
させて共通メモリＭ１にＡＡＨ書き込みウォッチドッグ
タイマ回路にリセット解除信号を出力する（ステップ６
０４〜６０８）。

【００４２】この場合も、中央処理装置の動作が停止す
れば、ウォッチドッグタイマ回路は一定時間後にハード
ウェアリセット信号を出力して通信端末を端末を初期化
して、端末は自動復旧する。

【００４３】第２の基準値は、周期割り込みハンドラＨ
１の周期÷モニタプログラムＫ１の最小周期×２で求め
た値の少数部を切り上げて求めた値とする。

【００４４】周期割り込みハンドラＨ１の周期は、あら
かじめ定めたタイマーの周期割り込みの周期である。

【００４５】モニタプログラムＫ１の最小周期とは、割
り込みハンドラＨ１〜Ｈ３の動作が完全に停止してモニ
タプログラムＫ１だけが作動しているときに、モニタプ
ログラムＫ１がウォッチドッグタイマ回路に対してリセ
ット解除信号を出力する周期である。

【００４６】なお、第２の基準値が小さすぎると、障害
が発生していないのにもかかわらず、障害が発生したと
誤判断してしまう危険があるので、上述の計算方法では
２を乗算してある程度時間に幅を持たせている。

【００４７】ＡＡＨは２進であらわすと１０１０１０１
０になり、５５Ｈを２進であらわすと０１０１０１０１
になり、互いにビット反転させたときの関係にある。本
実施の形態では、何らかの障害で共通メモリのビット値
が不本意に変化しても、ＡＡＨと５５Ｈはビット反転の
関係にあるので、全ビットが変化しないかぎり誤動作を
おこすことはない。また、ビット反転の関係にある対の
一つをＡＡＨ（≠００Ｈ，ＦＦＨ等）にしたのは、例え
ば何らかの誤動作で共通メモリＭ１の内容が書き換えら
れたときにその値がＡＡＨである可能性が低いと判断し
たためである。

【００４８】以上の第１の実施の形態によれば、共通メ
モリを設けて、モニタプログラムと周期割り込みハンド
ラが互いに相手の動作状況を監視するようにしたので、
ウォッチドッグタイマ回路にリセット解除信号を出力す
るモニタプログラムに異常が発生していない場合でも障
害を検出できる確率が高くなる。

【００４９】（その他の実施の形態）第１の実施の形態
では、共通メモリにＡＡＨと５５Ｈを相互に書き込む例
を示したが、共通メモリのサイズ及び共通メモリに格納
する値は任意である。

【００５０】また、第１の実施の形態の第１の基準値及
び第２の基準値は他の方法で定めてもよい。

【００５１】さらに、第１の実施の形態では、モニタプ
ログラムと周期割り込みハンドラが相互に監視するもの
を示したが、２つの周期割り込みハンドラが相互に監視
するようにしてもよいし、周期的に作動する複数のプロ
グラムが相互に監視するようにすればプログラム種類及
び数は他のものでもよい。

【００５２】なお、第１の実施の形態では共通メモリに
５５Ｈ又はＡＡＨを書き込んでエラーが発生したときに
エラーカウントを増加させるようにしたが、エラーが発
生したときに、エラーフラグをオンにして、エラーでな
いときにエラーフラグをオフにするようにして、既にエ
ラーフラグがオンになっている状態で再びエラーになっ
たときに、最後にエラーフラグをオフからオンにしたと
きからの経過時間が規定の時間を越えていれば障害が発
生したと判断して中央処理装置を停止させるようにして
もよい。

【００５３】本発明は、プログラム障害検出方法に関す
るものであり、プログラムの障害を検出してからウォッ
チドッグタイマ回路を用いて当該装置の復旧を行う必要
はなく、障害検出後の動作は問わない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、最
後にアクセスしたプログラムを特定できる情報を書き込
み可能な共通記憶領域を設け、第１のプログラム及び第
２のプログラムの双方が、共通記憶領域に対して周期的
にアクセスし、共通記憶領域に格納された情報を読み出
し、この情報に基づいて他方のプログラムの障害を検出
し、障害が発生していないときは自己に割り当てられた
情報を共通記憶領域に書き込むことにより他方のプログ
ラムが正常に作動しているか相互に監視するようにした
ので高確率で当該装置の障害を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の共通メモリを利用した相互
監視の概念図である。

【図２】第１の実施の形態のプログラムの構成図であ
る。

【図３】第１の実施の形態の割り込みハンドラとタスク
の関係を示す図である。

【図４】第１の実施の割り込みハンドラがタスクを起床
するときの例を示す図である。

【図５】第１の実施の周期割り込みハンドラ内の処理を
示すフローチャートである。

【図６】第１の実施の形態のモニタプログラム内の処理
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｋ１ モニタプログラム Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ 割り込みハンドラ Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４ タスク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央処理装置を備えた処理装置における
   中央処理装置上で走行するプログラムの処理障害を検出
   するプログラム障害検出方法において、 最後にアクセスしたプログラムを特定できる情報を書き
   込み可能な共通記憶領域を設け、 第１のプログラム及び第２のプログラムは、上記共通記
   憶領域に対して周期的にアクセスし、上記共通記憶領域
   に格納された情報を読み出し、この情報に基づいて他方
   のプログラムの障害を検出し、障害が発生していないと
   きは自己に割り当てられた情報を上記共通記憶領域に書
   き込むことを特徴とするプログラム障害検出方法。
2. 【請求項２】 第１のプログラム及び第２のプログラム
   は、他方のプログラムの障害を検出する際に、規定の回
   数連続して他方のプログラムの書き込んだ情報を確認で
   きなかったときに障害が発生したと判断することを特徴
   とする請求項１に記載のプログラム障害検出方法。
3. 【請求項３】 第１のプログラム及び第２のプログラム
   は、他方のプログラムの障害を検出する際に、規定の回
   数連続して自己のプログラムの書き込んだ情報を確認し
   たときに障害が発生したと判断することを特徴とする請
   求項１に記載のプログラム障害検出方法。
4. 【請求項４】 第１のプログラム及び第２のプログラム
   は、他方のプログラムの障害を検出する際に、あるタイ
   ミングで起点を定めてこの起点から規定時間経過するま
   でに他方のプログラムの書き込んだ情報を確認できなか
   ったときに障害が発生したと判断することを特徴とする
   請求項１に記載のプログラム障害検出方法。
5. 【請求項５】 第１のプログラム及び第２のプログラム
   は、他方のプログラムの障害を検出する際に、あるタイ
   ミングで起点を定めてこの起点から規定時間経過するま
   でに自己のプログラムの書き込んだ情報とは別の情報を
   確認できなかったときに障害が発生したと判断すること
   を特徴とする請求項１に記載のプログラム障害検出方
   法。