KR20060067927A - 마이크로컴퓨터의 프로그램 실행 모니터링 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자 장치, 특히 차량용 센서 회로에서 마이크로컴퓨터의 프로그램 실행을 모니터링하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 모니터링 방법에 따르면, 프로그램은 입력 데이터를 처리하고 출력 데이터를 산출하며, 프로그램 외에 그 프로그램의 사본이 프로그램에 적용된 입력 데이터를 사용하여 실행되고, 이러한 사본은 프로그램과는 다른 마이크로컴퓨터의 어드레스 영역에 저장된다. 사본의 출력 데이터가 프로그램의 데이터와 비교되어, 프로그램들이 일치되지 않은 경우에 오류 메시지가 생성된다.
마이크로컴퓨터, 프로그램 실행, 모니터링 방법

Description

마이크로컴퓨터의 프로그램 실행 모니터링 방법{METHOD FOR MONITORING THE EXECUTION OF A PROGRAM IN A MICRO-COMPUTER}
본 발명은, 전자 장치, 특히 차량용 센서 회로에서 마이크로컴퓨터의 프로그램 실행을 모니터링하는 방법으로서, 그 프로그램은 입력 데이터를 처리하고 출력 데이터를 산출하는 모니터링 방법에 관한 것이다.
마이크로컴퓨터를 구비한 전자 장치에서는, 마이크로컴퓨터의 오류, 특히 그 프로그램 실행시의 오류로 인해 고장과 오작동이 유발된다. 차량용 센서 회로와 여타 다른 안전 관련 장치의 경우에, 이러한 오류로 인해 위험이 초래될 수 있으며, 따라서 이러한 위험은 확실하게 예방되어야 한다.
본 발명의 목적은, 마이크로컴퓨터의 프로그램 실행을 최대한 완전하면서도 확실하게 모니터하도록 하고, 적절한 알람(alarm) 신호를 사용하여 사용자에게 통보하거나 연결 시스템의 대처 수단을 활용하도록 하는 것이다.
이러한 목적은, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 프로그램의 실행에 추가하여, 그 프로그램과는 다른 마이크로컴퓨터의 어드레스 영역에 저장된 프로그램 사본이 그 프로그램에 적용된 입력 데이터를 사용하여 실행되고, 사본의 출력 데이터가 프로그램의 출력 데이터와 비교되며, 사본의 출력 데이터와 프로그램의 출력 데이터가 일치하지 않으면 오류 메시지가 생성됨으로써 달성된다. 이러한 실시예는, 프로그램이 본래 완벽하다면, 그 프로그램의 실행 중에는 하드웨어 관련 오류가 그 프로그램과 동일한 프로그램에 대해서도 발생되지 않는다는 사실에 기초한 실시예이다.
일 태양에 따르면, 프로그램의 사본이 소정의 시험 데이터를 처리하도록 추가로 실행됨으로써 검사될 수 있고, 사본의 추가 실행에 의한 출력 데이터가 메모리에 저장된 대응 데이터와 비교되며, 사본의 추가 실행에 의한 출력 데이터와 메모리에 저장된 대응 데이터가 일치하지 않으면 오류 메시지가 생성된다.
모니터링에 사용되는 프로그램을 포함한 프로그램 실행 전체를 검사할 수 있게 하기 위해서, 본 발명의 모니터링 방법의 일 태양에 따르면, 프로그램의 실행 후에 또한 모니터링 방법을 수행하는 데 사용되는 프로그램 부분의 실행 후에, 각각의 플래그(flag)가 설정되거나 변경되고, 플래그 모두가 설정되거나 변경되지 않았으면 오류 메시지가 생성된다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 전자 장치, 특히 차량용 센서 회로에서 최소한 2개의 상호 연결된 마이크로컴퓨터의 프로그램 실행을 모니터링하는 방법으로서, 하나의 마이크로컴퓨터는 다른 하나의 마이크로컴퓨터에 전송되는 요구 신호를 발생시키고 소정의 입력 데이터를 사용하여 프로그램을 실행시키며, 출력 데이터에 따른 응답 신호가 그 하나의 마이크로컴퓨터로 복귀되고, 그 하나의 마이크로컴퓨터는 요구 신호와 응답 신호를 서로 비교하는 모니터링 방법이 제공된다. 이러한 경우에도, 프로그램은, 다른 하나의 마이크로컴퓨터의 실제 기능을 수행하는 프로그램의 사본일 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서, 프로그램이 구동 중인 컴퓨터의 모니터링 작업과 그 모니터링 작업의 검사는 응답 신호가 때때로 오류로 확인됨으로써 가능하게 되며, 이러한 응답 신호를 다른 하나의 마이크로컴퓨터는 하나의 마이크로컴퓨터의 오류로서 식별하지만, 그 하나의 마이크로컴퓨터는 응답 신호를 예측하여 검사한다.
이러한 경우에도, 프로그램의 실행 후에 또한 모니터링 방법을 수행하는 데 사용되는 프로그램 부분의 실행 후에 각각의 플래그가 설정되거나 변경되고, 플래그 모두가 설정되거나 변경되지 않았을 때 오류 메시지가 생성됨으로써 프로그램 실행이 검사될 수 있으며, 다른 하나의 컴퓨터의 검사 기능은 플래그 레지스터의 내용이 때때로 오류로 확인됨으로써 모니터되고, 이러한 플래그 레지스터의 내용을 다른 하나의 마이크로컴퓨터는 하나의 마이크로컴퓨터의 오류로서 식별하지만, 그 하나의 마이크로컴퓨터는 플래그 레지스터의 내용을 예측하여 검사한다.
각각의 다른 하나의 컴퓨터가 프로그램 실행 중의 오류와 때때로 의도적으로 유입된 오류를 구별하지 못하기 때문에, 본 발명의 일 태양에 따르면, 하나의 마이크로컴퓨터는 다른 하나의 마이크로컴퓨터에 대해 검출된 오류를 계수하고, 부정확한 응답 신호 및/또는 플래그 레지스터의 오류 신호가 추가되면, 부정확한 응답 신호 또는 플래그 레지스터 내용의 오류 신호가 추가된 마이크로컴퓨터의 오류 카운터의 카운터 판독치가 변경되지 않는다.
본 발명에 의하면 여러 가지 실시예들이 가능하다. 그 중 2가지 실시예들이 도면들에 개략적으로 도시되어 있으며, 이하에서는 그 도면들을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 모니터링 방법에 따른 일 실시예의 블록 다이어그램이다.
도 2는 마이크로컴퓨터의 프로그램 실행을 모니터링하기 위한 여러 가지 기능들을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 기능들을 실행하기 위한 프로그램의 플로우챠트이다.
도 4는 2개의 마이크로컴퓨터를 상호 모니터링하는 작업을 블록 다이어그램 형태로 도시한 도면이다.
이하에서 설명하는 실시예들에서 프로그램은 또한 소프트웨어 루틴으로도 불리운다.
도 1에 도시된 실시예에는, 센서 모듈(2)의 일부인 진동 자이로스코프(1)를 구비한 차량용 회전 속도 센서가 도시되어 있다. 특히 마이크로컴퓨터(3)를 포함한 센서 모듈(2)은, 진동 자이로스코프를 작동시키고 진동 자이로스코프로부터의 신호를 분석하기 위한 일련의 회로들을 구비한다. 마이크로컴퓨터(3)는 SPI 버스(4)를 통해 또 다른 마이크로컴퓨터(5)에 연결되며, 이 마이크로컴퓨터(5)는 이하에서 호스트로도 불리운다. 이러한 마이크로컴퓨터(5)로부터 회전 속도 정보가 CAN 버스 드라이버(6)를 통해 CAN 버스(7)로 전송되어 차량의 다른 시스템으로 전송된다.
진동 자이로스코프(1)와 센서 모듈(2)은 본 발명을 파악하는 데 있어 필요없기 때문에 상세히 설명하지 않는다. 회전 속도 센서의 안전 기능이라 함은, 마이크로컴퓨터(3, 5)의 정확한 작동, 특히 프로그램 실행을 모니터함을 의미한다.
도 2에 도시된 실시예에는, 마이크로컴퓨터의 실제 작동에 사용되는 기능(주 기능)들이 직사각형으로 도시되어 있다. 도면 부호 11에서 입력 데이터가 판독되어[일례로, 도 1에 도시된 센서 모듈(2)의 회로로부터], 도면 부호 12로 표기되어 있는 모니터할 소프트웨어 루틴에서 처리된다. 이러한 프로그램 실행의 결과가 도면 부호 13에서 출력되며, 궁극적으로는 도 1의 경우에 CAN 버스(7)로 출력된다. 통상적으로, 마이크로컴퓨터는, 상호 보완되어 프로그램 시스템을 형성하는 일련의 소프트웨어 루틴들로 작동된다. 도 2는 어느 한 루틴의 모니터링 방법을 도시하고 있으며, 이는 특히 다수의 루틴들이 마련된 경우에 중요하다. 본 발명의 모니터링 방법은 다수의 루틴들을 모니터하는 데에도 사용될 수 있다.
마이크로컴퓨터(3, 5)(도 1)는, 모니터할 소프트웨어 루틴 이외에도, 소프트웨어 루틴의 사본(이하에서 사본이라 함)을 다른 어드레스 영역에 저장한다. 원 루틴의 정확한 프로그램 실행을 검사하기 위해서, 제1 단계로 도면 부호 14에서 사본이 동일 입력 데이터를 사용하여 실행된다. 이러한 프로그램 실행의 출력 데이터는 도면 부호 15에서 원 루틴의 출력 데이터와 비교된다. 만일 출력 데이터들이 다르다면, 도면 부호 16에서 알람이 발생된다.
또 다른 단계에서, 사본이 시험 데이터(17)를 사용하여 프로그램 실행된다. 이러한 프로그램 실행의 출력 데이터는, 룩업 테이블(lookup table)(18)에 저장되 어 있는 예측 결과와 도면 부호 19에서 비교된다. 만일 차이가 있다면, 도면 부호 16에서 알람이 발생된다.
도 2에 도시된 모니터링 작업이 실제로 행해지는지 여부를 모니터하기 위해서, 도면 부호 12에서의 원 루틴의 프로그램 실행 성능에 대한 플래그(flag)와, 도면 부호 15 및 도면 부호 19에서의 비교 성능에 대한 플래그가 레지스터(20)에 설정된다. 이어서, 도면 부호 21에서, 모든 플래그가 설정되어 있는지 여부를 확인하는 검사가 수행된다. 만일 그렇지 않다면, 도면 부호 22에서 알람이 발생된다.
도 3은 이미 도 2에서 설명한 모니터링 프로그램을 플로우챠트로 도시하고 있으며, 이는 일례로 매 25ms마다 반복된다. 이러한 경우에, 제1 프로그램 단계(31)에서 원 루틴이 실행되고, 도면 부호 32에서 사본이 실행되며, 그 결과들이 도면 부호 33에서 비교된다. 프로그램 단계(34)에서, 사본이 시험 데이터를 사용하여 실행된다. 이어서, 프로그램 실행의 결과들이 도면 부호 35에서 서로 비교된다. 도면 부호 36에서 모든 플래그가 설정되어 있는지 여부를 확인하는 검사가 수행되며, 만일 플래그가 설정되어 있으면, 도 2에서 설명한 바와 같이 도면 부호 37에서 플래그 레지스터가 초기화, 즉 리셋된다. 선택적으로는, 설정치를 설정하는 대신에 토글링(toggling) 작업이 행해질 수 있다.
도 4는 두 마이크로컴퓨터(3, 5)(도 1)의 상호 모니터링 작업에 대해 도시하고 있다. 긴 직사각형(41, 42)은 SPI 버스(4)(도 1)의 데이터 텔레그램(data telegram)들을 나타내며, 이러한 데이터 텔레그램들 각각은 식별자, 다수의 사용자 데이터 워드(user data word) 및 검사합을 갖는다. 도시되어 있는 구조가 상호 모 니터링되는 두 마이크로컴퓨터에 구비된다.
각각의 마이크로컴퓨터를 검사하기 위해서, 하나의 컴퓨터가 도면 부호 43에서 요구 신호[요구 인덱스(index)]를 발생시키고, 이러한 요구 신호가 SPI 버스(4)를 통해 또 다른 마이크로컴퓨터로 전송된다. 여기에서, 검사할 소프트웨어 루틴에 대한 입력 데이터가 테이블(44)로부터 판독된다. 이러한 데이터는 도 2에 도시된 부분들 중 도면 부호 11 내지 15로 표기된 부분들을 포함하는 프로그램(45)으로 전송되며, 이는 이러한 부품에서 또 다른 마이크로컴퓨터가 주 기능을 수행하고 소프트웨어 루틴의 사본을 실행시킴을 말한다.
소프트웨어 루틴의 출력 데이터는 또 다른 테이블(46)에서 응답 신호(응답 인덱스)로 변환되고, 이러한 응답 신호는 한 마이크로컴퓨터로 전송된다[데이터 텔레그램(42)의 데이터 워드(47) 참조]. 편의상, 요구 신호와 응답 신호는, 테이블(44)에 저장된 입력 데이터가 피검사 소프트웨어 루틴에 사용될 것인지 혹은 테이블(46)의 데이터가 산출 출력 데이터에 해당되는 데이터인지를 나타내는 각각의 인덱스만을 포함한다.
또 다른 마이크로컴퓨터는 응답 신호[데이터 텔레그램(41)의 데이터 워드(48)]를 수신하고 그 응답 신호를 도면 부호 49에서 예측 응답 신호와 비교한다. 만일 두 응답 신호가 일치하면, 마이크로컴퓨터가 정확하게 작동되고 있는 것으로 추정한다. 하지만, 차이가 발생하면, 오류 카운터(50)가 증가된다. 때때로, 오류가 테이블(46)로부터 출력 데이터, 즉 응답 신호로 유입되어, 사본(14)이 정확하게 실행되고 있는 중에도 부정확한 응답 신호(47)가 발생된다.
하지만, 부정확한 응답 신호를 수신한 마이크로컴퓨터는, 이러한 응답 신호가 후속하여 유입된 오류인지 혹은 부정확하게 수행된 프로그램 실행으로 인한 오류인지를 식별하지 못한다. 유사한 방식으로, 도 2에서 설명하였던 플래그가 도면 부호 52에서 삭제된다. 플래그(도 4에서 SR 플래그라 함)가 도면 부호 53에서 데이터 텔레그램(42) 내로 도입된다. 프로그램 부분(54)에서 마이크로컴퓨터의 또 다른 프로그램의 경우에, 만일 플래그들이 모두 설정되거나 토클링되지 않았다면, 오류 메시지가 발생된다.
또한, 오류 카운터(50)의 계수 판독치가 또 다른 데이터 워드(55)로서 데이터 텔레그램(42)에 추가된다. 마이크로컴퓨터는 데이터 텔레그램(41)으로부터 데이터 워드(55)를 습득하여, 도면 부호 56에서 카운터 판독치가 예측치에 해당되는지 여부를 검사할 수 있다. 만일 그렇지 않다면, 오류 메시지가 오류 카운터(50)에 전송된다. 각각의 데이터가 오류임이 확인되는 경우에 기능부(56)가 기능부(51, 52)로부터의 메시지를 수신하며, 이는 전송 카운터 판독치와 예측 카운터 판독치 사이의 비교시 고려된다. 이로써, 기능부(51, 52)가 다른 하나의 마이크로컴퓨터에 의해 정확하게 모니터링 작업을 실행시킬 수 있게 된다. 카운터(50)의 카운터 판독치가 소정의 한계치에 도달되었는지 여부를 확인하는 검사가 도면 부호 57에서 수행된다. 만일 그렇다면, 도면 부호 58에서 알람이 발생된다.

Claims (9)

  1. 전자 장치, 특히 차량용 센서 회로에서 마이크로컴퓨터의 프로그램 실행을 모니터링하는 방법으로서, 상기 프로그램은 입력 데이터를 처리하고 출력 데이터를 산출하는 모니터링 방법에 있어서,
    상기 프로그램의 실행에 추가하여, 상기 프로그램과는 다른 마이크로컴퓨터의 어드레스 영역에 저장된 프로그램 사본이 상기 프로그램에 적용된 입력 데이터를 사용하여 실행되고, 상기 사본의 출력 데이터가 프로그램의 출력 데이터와 비교되며, 상기 사본의 출력 데이터와 프로그램의 출력 데이터가 일치하지 않을 때 오류 메시지가 생성되는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    사본이 소정의 시험 데이터를 처리하도록 추가로 실행되고, 상기 사본의 추가 실행에 의한 출력 데이터가 메모리에 저장된 대응 데이터와 비교되며, 상기 사본의 추가 실행에 의한 출력 데이터와 메모리에 저장된 대응 데이터가 일치하지 않을 때 오류 메시지가 생성되는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  3. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    프로그램의 실행 후에 또한 모니터링 방법을 수행하는 데 사용되는 프로그램 부분의 실행 후에, 각각의 플래그가 설정되거나 변경되고, 플래그 모두가 설정되거 나 변경되지 않았을 때 오류 메시지가 생성되는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  4. 전자 장치, 특히 차량용 센서 회로에서 최소한 2개의 상호 연결된 마이크로컴퓨터의 프로그램 실행을 모니터링하는 방법에 있어서,
    하나의 마이크로컴퓨터는 다른 하나의 마이크로컴퓨터에 전송되는 요구 신호를 발생시키고 소정의 입력 데이터를 사용하여 프로그램을 실행시키며, 출력 데이터에 따른 응답 신호가 상기 하나의 마이크로컴퓨터로 복귀되고, 상기 하나의 마이크로컴퓨터는 상기 요구 신호와 응답 신호를 서로 비교하는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    프로그램은, 다른 하나의 마이크로컴퓨터의 실제 기능을 수행하는 프로그램의 사본인 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    응답 신호가 오류로 확인될 때, 다른 하나의 마이크로컴퓨터는 상기 응답 신호를 하나의 마이크로컴퓨터의 오류로서 식별하지만, 상기 하나의 마이크로컴퓨터는 상기 응답 신호를 예측하여 검사하는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    프로그램의 실행 후에 또한 모니터링 방법을 수행하는 데 사용되는 프로그램 부분의 실행 후에, 각각의 플래그가 설정되거나 변경되고, 플래그 모두가 설정되거나 변경되지 않았을 때 오류 메시지가 생성되는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    플래그 레지스터의 내용이 오류로 확인될 때, 다른 하나의 마이크로컴퓨터는 상기 플래그 레지스터의 내용을 하나의 마이크로컴퓨터의 오류로서 식별하지만, 상기 하나의 마이크로컴퓨터는 상기 플래그 레지스터의 내용을 예측하여 검사하는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나의 마이크로컴퓨터는 다른 하나의 마이크로컴퓨터에 대해 검출된 오류를 계수하고, 부정확한 응답 신호 및/또는 플래그 레지스터의 오류 신호가 추가될 때, 부정확한 응답 신호 또는 플래그 레지스터 내용의 오류 신호가 추가된 마이크로컴퓨터의 오류 카운터의 카운터 판독치가 변경되지 않는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
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