CN101615031B - 嵌入式双处理器***的失效检测电路 - Google Patents
嵌入式双处理器***的失效检测电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101615031B CN101615031B CN2009100507570A CN200910050757A CN101615031B CN 101615031 B CN101615031 B CN 101615031B CN 2009100507570 A CN2009100507570 A CN 2009100507570A CN 200910050757 A CN200910050757 A CN 200910050757A CN 101615031 B CN101615031 B CN 101615031B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microprocessor
- circuit
- master
- master microprocessor
- failure detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Debugging And Monitoring (AREA)
- Hardware Redundancy (AREA)
- Power Sources (AREA)
Abstract
本发明提出一种嵌入式双处理器***的失效检测电路,包括主微处理器、从微处理器、看门狗电路及电源电路。其中,看门狗电路与主微处理器相连,用于监测主微处理器的运行状态,并在主微处理器出现异常时将其复位。主微处理器通过通讯电路与从微处理器相连,其与从微处理器进行实时通讯,并根据从微处理器的运行状态向该电源电路发出一个使能信号。电源电路分别与主微处理器及从微处理器相连,用于根据主微处理器发送来的使能信号,提供或中断从微处理器的工作电压。本发明可以有效防止控制***中主、从微处理器的异常状态,并保证主、从微处理器的工作时序相同,其具有结构简单、电路成本低、可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测电路,特别涉及一种嵌入式双处理器***的失效检测电路。
背景技术
众所周知,单片微机小巧灵活、扩展性强,可以构成一些功能强大的控制***(例如发电机的微机励磁装置等)。常规的单片机控制***,往往都使用一个CPU(处理器),再扩展一系列***辅助电路,以达到相应控制的目的。但是随着单片机控制***功能的逐步完善,使得其硬件也越发复杂,尤其在输入输出接口较多的***中,使用单个CPU必须进行繁琐的译码、逻辑变换,调试极为困难。并且,也因为硬件功能的增多,使得单个CPU的处理能力很难满足***的要求,使***的运行速度受到限制。
由此,双CPU的控制***应运而生,双CPU可以提高***的运行效率,加快***的响应速度。除此之外,由于诸如工作环境恶劣、电磁干扰等原因,即使使用按工业测控环境要求设计的单片机也难以保证CPU能长期可靠的运行,而双CPU的冗余设计是非常有效的一种解决方法,在一个CPU无法工作时,另一个CPU能在一定程度上分担前者的工作,可以有效地防止***瘫痪。
为了进一步提高***的可靠性,在双CPU的控制***中需要采取足够的防呆、防死机的措施,来保证CPU的持续工作。现在常用的方案是为每个CPU设置一个看门狗电路(watchdog timer)。如图1所示,此原理图中包括有一个主微处理器101及一个从微处理器103,主微处理器101与从微处理器103分别配备有看门狗电路105、107。
看门狗电路是一个定时器电路,在***运行时看门狗电路105、107便开始计数,主微处理器101每隔一段时间会输出一个喂狗信号至看门狗电路105,从微处理器103每隔一段时间也会输出一个喂狗信号至看门狗电路107,并将看门狗电路105、107清零。如果主微处理器101或从微处理器103在一定时间内没有发出喂狗信号(一般是在程序跑飞时),那么对应的看门狗电路计数器就会溢出,并向异常的微处理器发出一个复位信号,使其复位。因此看门狗电路105、107的作用就是防止程序发生死循环,防止主微处理器101和从微处理器103死机。
但是现在的这种双CPU的控制***仍然存在着一些缺陷,现归纳如下:
1、现在的双CPU控制***在每个微处理器均加一个看门狗电路,由于看门狗电路是独立工作的,因此在上电时序上很难控制,在工作过程中,一旦某一个微处理器发生复位,而另一个微处理器则仍然正常工作,这样就可能会造成两个处理器的工作时序不同,无法协调工作。例如在复位逻辑、故障处理方面,在两个CPU控制程序开始工作时,需要对相关接口、存储空间、参数及变量初始化,一旦其中某一个CPU出现程序“跑飞”现象,其看门狗电路会立即动作,复位并将其重启,此时若另一CPU仍然按照原程序正常运行,则初始化的CPU可能会与另一CPU的正常处理程序产生冲突。
2、一个***中设置两套看门狗电路,势必会造成设备成本的增加,而对于一些批量生产销售的***,些许的成本增加也会削减其市场竞争力。
发明内容
本发明的目的是提供一种嵌入式双处理器***的失效检测电路,以解决现有的双CPU控制***电路成本高、CPU之间容易产生冲突的缺点。
本发明提出一种嵌入式双处理器***的失效检测电路,包括主微处理器、从微处理器、看门狗电路及电源电路。其中,看门狗电路与主微处理器相连,用于监测主微处理器的运行状态,并在主微处理器出现异常时将其复位。主微处理器通过通讯电路与从微处理器相连,其与从微处理器进行实时通讯,并根据从微处理器的运行状态向该电源电路发出一个使能信号。电源电路分别与主微处理器及从微处理器相连,用于根据主微处理器发送来的使能信号,提供或中断从微处理器的工作电压。
依照本发明较佳实施例所述的嵌入式双处理器***的失效检测电路,电源电路为直流转直流隔离电源。
依照本发明较佳实施例所述的嵌入式双处理器***的失效检测电路,直流转直流隔离电源包括推挽开关电源电路及稳压器。推挽开关电源电路与主微处理器相连,用于输出一个电压,并由主微处理器发出的使能信号控制其本身的工作状态。稳压器分别与推挽开关电源电路及从微处理器相连,用于对推挽开关电源电路输出的电压进行稳压处理,并输出从微处理器的工作电压。
依照本发明较佳实施例所述的嵌入式双处理器***的失效检测电路,通讯电路为光电隔离RS232通讯电路。
本发明的有益效果是:
1、本发明在主微处理器重启时,使从微处理器也同时重启,因此使主、从微处理器在工作时序上始终保持一致,在复位逻辑、故障处理等对时序要求较高的程序处理时也不会产生冲突。
2、本发明的主微处理器始终保持对从微处理器的监测,一旦从微处理器出现异常状态,则立即自动切断从微处理器工作电源来强制对其复位重启,因此本发明可以保证***长时间的正常工作。
3、本发明在双CPU的***中只采用了单个看门狗电路,降低了***的电路成本,对于一些批量生产销售的***,有效降低了其生产成本,增加了其市场竞争力。
附图说明
图1为现有的一种双CPU控制***的原理框图;
图2为本发明实施例的一种嵌入式双处理器***的失效检测电路架构图;
图3为本发明实施例的一种看门狗电路;
图4为本发明实施例的一种主处理器电路图;
图5为本发明实施例的一种从微处理器电路图;
图6为本发明实施例的一种通讯电路图;
图7为本发明实施例的一种电源电路图。
具体实施方式
本发明的原理在于在双微处理器的控制***中只设置一个看门狗电路,省略了从微处理器的看门狗电路,而通过主从微处理器之间的通讯来侦测从微处理器的运行状态,并利用主微处理器来控制从微处理器的上电与掉电,从而达到***防呆的目的。
以下结合附图,具体说明本发明。
请参见图2,其为本发明实施例的一种嵌入式双处理器***的失效检测电路架构图。其包括主微处理器201、从微处理器203、看门狗电路205及电源电路207。看门狗电路205与主微处理器201相连,主微处理器201分别与从微处理器203及电源电路207相连,电源电路207与从微处理器203相连。
正常工作时,电压VCC为主微处理器201提供工作电压,电源电路207输出的电压VCC1为从微处理器203提供工作电压。其中,从微处理器203的供电电源可以由各种类型的电源电路提供,如直流转直流隔离电源等,任何可为从微处理器203供电且可被控于主微处理器201的电源电路都适用于本发明。
看门狗电路205的作用是监测主微处理器201的运行状态,并在主微处理器201出现异常时将其复位。主微处理器201正常运行的时候,每隔一段时间会向看门狗电路205输出一个喂狗信号,使看门狗电路205的计数器清零。如果超过规定时间没有发出喂狗信号,说明主微处理器201可能出现异常状况,即死机、程序死循环等。这时看门狗电路205就会向主微处理器201发出复位信号,使其重启。
主微处理器201复位的同时,复位电源电路207的使能信号使其停止工作,从而令电压VCC1掉电,使从微处理器203失去工作电压强制使其复位。主微处理器201重启后,通过使能信号控制电源电路207重新开始工作,令电压VCC1重新上电,使从微处理器203重启。因此,在主微处理器201复位重启的同时,从微处理器203也会复位重启,使时序保持一致。
除此之外,在正常工作时,主微处理器201会与从微处理器203进行实时通讯,从微处理器203在一定时间内会向主微处理器201返回状态信息。如果从微处理器203在规定时间内没有返回状态信息,或者返回的状态信息出现异常,那么主微处理器201会控制电源电路207停止工作,切断从微处理器203的电源。然后再恢复电源电路207继续工作,使从微处理器203上电重启,从而达到主从式失效检测的功能。
下面以一具体电路来说明本发明。请参见图3,U3是本发明实施例的一种看门狗电路,此看门狗电路由芯片X5045S81-4.5A实现,其WDI引脚与RST引脚与主微处理器201相连。WDI信号是主微处理器201发送来的喂狗信号,如果主处理器201在一定时间段内没有发出WDI信号,则从RST引脚便会输出RESET1信号。
请参见图4,U1为本发明实施例的一种主处理器电路图,VCC引脚为主微处理器201提供工作电压。RST引脚及P3.7引脚与看门狗电路205相连,RESET1信号是看门狗电路205传输来的复位信号,其可以控制主处理器201复位重启。RXD引脚与TXD引脚用于与从微处理器203进行通讯,RXD1信号为主微处理器201的接收信号,TXD1信号为主微处理器201的发送信号。P1.0引脚连接到电源电路,DCDC-EN信号为主微处理器201向电源电路传输的使能信号。
请参见图5,U2是本发明实施例的一种从微处理器电路图。其VCC引脚连接到电源电路,信号VCC1是从微处理器203的工作电压。其RXD引脚与TXD引脚用于与主微处理器201进行通讯,RXD2信号为从微处理器203的接收信号,TXD2信号为从微处理器203的发送信号。从微处理器203会每隔一个时间段将自身的状态信息通过TXD2信号发送给主微处理器201,因此主微处理器201可以根据TXD2信号判断从微处理器203的运行状态。如果在一定时间内,从微处理器203没有输出TXD2信号,则表明从微处理器203已失效或者出现异常状态。
请参见图6,其为本发明实施例的一种通讯电路图。此电路OPT1与电路OPT2组成了一个隔离光耦RS232通讯电路,其连接在主微处理器201与从微处理器203的通讯接口之间,其作用是以光为煤介传送信号,对输入和输出电路可以进行隔离。因而能有效地抑制***噪声,消除接地回路的干扰,有响应速度较快、使用寿命长、体积小耐冲击等好处。RS232通讯电路是一种串行通讯电路,其中TXD1、RXD1信号分别为主微处理器201的发送信号与接收信号,TXD2、RXD2信号分别为从微处理器203的发送信号与接收信号。
请参见图7,其为本发明实施例的一种电源电路图。电路U4与电路B1组成了一个推挽开关电源电路,电路U5是一个稳压电路,推挽开关电源电路的输出与稳压电路相连,因此推挽开关电源电路产生的电压经过稳压电路稳压后,其输出电压VCC1作为从微处理器203的供电电源电压。SD引脚连接到主微处理器201,用于接收主微处理器201发出的使能信号DCDC-EN。在本实施例中,当主微处理器201重启时,或者从微处理器203运行状态异常时,主微处理器201可以拉高DCDC-EN信号,使推挽开关电源电路停止工作,从而使从微处理器203的电源VCC1掉电。然后主微处理器201再拉低DCDC-EN信号,使推挽开关电源电路重新工作,使从微处理器203的电源VCC1重新上电,并通过从微处理器203内置的上电复位功能来实现从微处理器203的复位重启。当然,根据电源电路的不同设计,DCDC-EN信号的高低控制也可以相应的改变,如拉低DCDC-EN信号可使电源VCC1掉电,拉高DCDC-EN信号可使电源VCC1上电。
相比于现有技术,本发明具有以下优点:
1、本发明在主微处理器重启时,使从微处理器也同时重启,因此使主、从微处理器在工作时序上始终保持一致,在复位逻辑、故障处理等对时序要求较高的程序处理时也不会产生冲突。
2、本发明的主微处理器始终保持对从微处理器的监测,一旦从微处理器出现异常状态,则立即自动切断从微处理器工作电源来强制对其复位重启,因此本发明可以保证***长时间的正常工作。
3、本发明在双CPU的***中只采用了单个看门狗电路,降低了***的电路成本,对于一些批量生产销售的***,有效降低了其生产成本,增加了其市场竞争力。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化,都应落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种嵌入式双处理器***的失效检测电路,其特征在于,包括一主微处理器、一从微处理器、一看门狗电路及一电源电路,其中,
看门狗电路,其与该主微处理器相连,用于监测该主微处理器的运行状态,并在该主微处理器出现异常时将其复位;
主微处理器,通过一通讯电路与该从微处理器相连,其与该从微处理器进行实时通讯,并根据该从微处理器的运行状态向该电源电路发出一使能信号;
电源电路,其分别与该主微处理器及该从微处理器相连,用于根据该主微处理器发送来的该使能信号,提供或中断该从微处理器的工作电压;
所述通讯电路为一光电隔离RS232通讯电路,该光电隔离RS232通讯电路包括:
一第一发光二极管,其负极与该主微处理器的信号发送端相连;
一第一光敏三极管,其基极与该第一发光二极管相对,其集电极连接至该从微处理器的信号接收端;
一第二发光二极管,其负极与该从微处理器的信号发送端相连;
一第二光敏三极管,其基极与该第二发光二极管相对,其集电极连接至该主微处理器的信号接收端。
2.如权利要求1所述的嵌入式双处理器***的失效检测电路,其特征在于,该电源电路为一直流转直流隔离电源。
3.如权利要求2所述的嵌入式双处理器***的失效检测电路,其特征在于,该直流转直流隔离电源包括:
一推挽开关电源电路,其与该主微处理器相连,用于输出一电压,并由该主微处理器发出的该使能信号控制其本身的工作状态;
一稳压器,分别与该推挽开关电源电路及该从微处理器相连,用于对该推挽开关电源电路输出的该电压进行稳压处理,并输出该从微处理器的工作电压。
4.如权利要求1所述的嵌入式双处理器***的失效检测电路,其特征在于,该看门狗电路为一X5045S81-4.5A芯片。
5.如权利要求1所述的嵌入式双处理器***的失效检测电路,其特征在于,该主微处理器为一AT89C2051芯片。
6.如权利要求1所述的嵌入式双处理器***的失效检测电路,其特征在于,该从微处理器为一AT89C2051芯片。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100507570A CN101615031B (zh) | 2009-05-07 | 2009-05-07 | 嵌入式双处理器***的失效检测电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100507570A CN101615031B (zh) | 2009-05-07 | 2009-05-07 | 嵌入式双处理器***的失效检测电路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101615031A CN101615031A (zh) | 2009-12-30 |
CN101615031B true CN101615031B (zh) | 2011-05-04 |
Family
ID=41494710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009100507570A Active CN101615031B (zh) | 2009-05-07 | 2009-05-07 | 嵌入式双处理器***的失效检测电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101615031B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103500135A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-08 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | 嵌入式设备主程序监控电路 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102541044B (zh) * | 2010-12-31 | 2016-09-14 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 故障监测电路及医疗设备 |
CN102163071B (zh) * | 2011-01-20 | 2013-09-11 | 海能达通信股份有限公司 | 一种控制电路及其复位时的电源控制方法 |
CN102591237A (zh) * | 2012-02-29 | 2012-07-18 | 四川航天***工程研究所 | 井下避险装置的电气双核控制***及其控制方法 |
CN102722171B (zh) * | 2012-06-08 | 2014-07-30 | 广东好帮手电子科技股份有限公司 | 一种检测汽车仪表异常的方法及*** |
KR101534974B1 (ko) * | 2013-12-19 | 2015-07-08 | 현대자동차주식회사 | 다중 마이크로 코어 감시 장치 및 방법 |
CN104021014B (zh) * | 2014-05-23 | 2018-09-25 | 艾思玛新能源技术(扬中)有限公司 | 一种基于双cpu***的固件升级方法 |
CN105243708B (zh) * | 2015-09-22 | 2017-08-29 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种智能锁内分层程序及冗余控制架构 |
CN105527914A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-27 | 杭州义益钛迪信息技术有限公司 | 一种双cpu可靠设计的基站动环监控装置及方法 |
CN107943259B (zh) * | 2016-10-13 | 2020-12-25 | 普天信息技术有限公司 | 基于VxWorks***的掉电复位方法和装置 |
CN106896764B (zh) * | 2017-02-17 | 2019-06-07 | 上海格尼特控制技术有限公司 | 工业遥控接收器的双单片机闭环控制方法 |
CN109412468A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-03-01 | 上海辛格林纳新时达电机有限公司 | 基于安全转矩关断的***和控制方法 |
CN110198065A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-03 | 深圳市小兔充充科技有限公司 | 充电站的检测电路及充电站的检测装置 |
CN111679929A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-09-18 | 北京经纬恒润科技有限公司 | 一种应用于多核异构***的控制方法 |
CN111813207B (zh) * | 2020-07-27 | 2022-05-17 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 一种芯片化复位装置和继电保护装置 |
CN113535447A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-22 | 浙江中控技术股份有限公司 | 一种双处理器结构的安全控制装置及实现方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2100328U (zh) * | 1991-07-17 | 1992-04-01 | 中国矿业大学北京研究生部 | 汽车大灯增光器 |
CN1805425A (zh) * | 2005-12-19 | 2006-07-19 | 大连海事大学 | 嵌入式智能信号处理*** |
CN201017275Y (zh) * | 2007-02-09 | 2008-02-06 | 深圳市泽森通信有限公司 | 嵌入式cpu芯片复位控制电路 |
CN101188828A (zh) * | 2006-11-16 | 2008-05-28 | 中兴通讯股份有限公司 | 双处理器移动终端监控处理从处理器工作状态的方法 |
US7423919B2 (en) * | 2005-05-26 | 2008-09-09 | Micron Technology, Inc. | Method and system for improved efficiency of synchronous mirror delays and delay locked loops |
CN101373128A (zh) * | 2008-09-26 | 2009-02-25 | 丹阳弘业福天渔具有限公司 | 智能带密码定时***控制电路 |
-
2009
- 2009-05-07 CN CN2009100507570A patent/CN101615031B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2100328U (zh) * | 1991-07-17 | 1992-04-01 | 中国矿业大学北京研究生部 | 汽车大灯增光器 |
US7423919B2 (en) * | 2005-05-26 | 2008-09-09 | Micron Technology, Inc. | Method and system for improved efficiency of synchronous mirror delays and delay locked loops |
CN1805425A (zh) * | 2005-12-19 | 2006-07-19 | 大连海事大学 | 嵌入式智能信号处理*** |
CN101188828A (zh) * | 2006-11-16 | 2008-05-28 | 中兴通讯股份有限公司 | 双处理器移动终端监控处理从处理器工作状态的方法 |
CN201017275Y (zh) * | 2007-02-09 | 2008-02-06 | 深圳市泽森通信有限公司 | 嵌入式cpu芯片复位控制电路 |
CN101373128A (zh) * | 2008-09-26 | 2009-02-25 | 丹阳弘业福天渔具有限公司 | 智能带密码定时***控制电路 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP特开2000-151473A 2000.05.30 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103500135A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-08 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | 嵌入式设备主程序监控电路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101615031A (zh) | 2009-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101615031B (zh) | 嵌入式双处理器***的失效检测电路 | |
CN107122321B (zh) | 硬件修复方法、硬件修复***以及计算机可读取存储装置 | |
CN104050061B (zh) | 一种基于PCIe总线多主控板冗余备份*** | |
CN102163071B (zh) | 一种控制电路及其复位时的电源控制方法 | |
CN111831488B (zh) | 具有安全等级设计的tcms-mpu控制单元 | |
CN102724083A (zh) | 基于软件同步的可降级三模冗余计算机*** | |
CN103853622A (zh) | 一种互为备份的双余度控制方法 | |
JP6130520B2 (ja) | 多重系システムおよび多重系システム管理方法 | |
TWI529624B (zh) | Method and system of fault tolerance for multiple servers | |
CN101271413A (zh) | 计算机运行状态侦测及处理方法和*** | |
US20190052355A1 (en) | Network switching system | |
CN104035536A (zh) | 一种嵌入式***监控及复位控制方法 | |
CN210348469U (zh) | 嵌套式看门狗装置 | |
CN112099412A (zh) | 一种微控制单元的安全冗余架构 | |
CN101009684B (zh) | 分布式***中单板工作状态监控装置及方法 | |
CN102495767A (zh) | 一种用于电池监视器的双看门狗*** | |
JP2008152552A (ja) | 計算機システム及び障害情報管理方法 | |
CN116257342A (zh) | 基于多核处理器的可配置容错星务软件任务调度*** | |
US20200026682A1 (en) | Techniques of accessing serial console of bmc using host serial port | |
JP2010187503A (ja) | 電源供給システム、その診断方法及びプログラム | |
CN104536840A (zh) | 一种看门狗计时器及其控制方法 | |
CN103186223A (zh) | 计算机装置及外接子板的侦测方法 | |
JP7402371B1 (ja) | 管理システム及びサブ基板 | |
CN201788460U (zh) | 一种复位电路 | |
CN202735949U (zh) | 一种mcr控制器用双cpu稳定复位装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190711 Address after: 310052 D302-D309 Area, 309 Liuhe Road, Puyan Street, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang Zhongkong Automation Instrument Co., Ltd. Address before: 310053 Three Floors (High-tech Zone) of District 309 D, Liuhe Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Co-patentee before: Zhejiang Supcon Research Co., Ltd. Patentee before: Zhejiang Zhongkong Automation Instrument Co., Ltd. |