JP4609381B2 - 異常監視用プログラム、記録媒体及び電子装置 - Google Patents
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Description
また、タスクの起床トリガが、一定時間毎に発生する時間同期イベントと、時間に非同期に発生する時間非同期イベントとの何れであっても、異常を検出することができる。つまり、遅延時間監視手順の対象のタスク(起床遅延時間を計測する対象のタスクであり、以下、遅延時間監視対象タスクともいう)が、一定時間毎に起床要求される時間同期タスクと、時間とは非同期に起床要求される時間非同期タスクとの何れであっても、異常検出が可能となる。尚、例えば車載電子制御装置に搭載されるマイコンの場合、時間非同期タスクとしては、クランク軸の回転に同期して起床要求されるタスク(いわゆる角度同期タスク)や、人によるスイッチ操作などが行われた時に起床要求されるタスクがある。
しかも、特に請求項1の異常監視用プログラムは、アイドルタスクよりも優先度が低い監視用タスクと、その監視用タスクの起床を要求し、その監視用タスクが実行されたならば異常と判断してマイコンをリセットするための処理を行う手順を、マイコンに実行させるためのプログラムとを、更に有している。そして、この異常監視用プログラムによれば、アイドルタスクが起床されない異常が発生したことを検知してマイコンをリセットすることができるようになる。尚、アイドルタスクとは、マイコンによって実現される目的の機能に必要などのタスクよりも優先度が低く、且つ、マイコンが起動した後に1回だけ起床要求されて、その後は終了することなく、当該タスクよりも優先度が高い他のタスクに割り込まれながら実行され続けるタスクであり、簡単に言えば、マイコンが目的の機能に必要な処理を行わない時(即ち、暇な時)に実行されるタスクである。
次に、請求項2の異常監視用プログラムでは、請求項1の異常監視用プログラムにおいて、遅延時間監視手順の対象のタスクのうち、一部又は全部は、起床要求されてから実行が終了するまでの間に起床要求されることが可能な多重起床要求可能タスクである。そして、マイコンに遅延時間監視手順を実行させるプログラムは、対象の多重起床要求可能タスクについて、起床要求されたが実行されていない残り回数を計数する計数手順を、マイコンに実行させるためのプログラムを有すると共に、前記計数手順により計数される残り回数が1以上の多重起床要求可能タスクについては、初回の起床要求から最初に実行されるまでは起床遅延時間を計測し、その後、前記残り回数が0となるまでは、実行開始から次の実行開始までの時間を起床遅延時間の代わりに計測する手順を、マイコンに実行させるように構成されている。つまり、多重起床要求可能タスクが多重に起床要求される場合には、起床要求(1回目)→起床要求(2回目)→実行(1回目)→実行(2回目)、というような順になるため、2回目以降の実行の監視については、対応する起床要求からの経過時間ではなく、前回の実行開始時からの経過時間を計測するようにしており、これにより時間計測のための処理プログラムを簡略化することができる。
また、請求項3の異常監視用プログラムは、前述した基本的な特徴に加えて、請求項2に記載の特徴と同じ特徴を有している。よって、請求項2の異常監視用プログラムについて述べた効果と同じ効果が得られる。
次に、請求項4の異常監視用プログラムでは、請求項2,3の異常監視用プログラムにおいて、前記計数手順により計数される残り回数が多重起床の上限回数未満である多重起床要求可能タスクについて起床要求された際に、その起床要求がRTOSによって受け付けられなかったならば、異常と判断してマイコンをリセットするための処理を行う手順を、マイコンに実行させるプログラムを更に有している。そして、この異常監視用プログラムによれば、タスクの起床要求がRTOSによって受け付けられなくなる異常を検出してマイコンをリセットすることができるようになる。
また、請求項5の異常監視用プログラムでは、請求項2,3の異常監視用プログラムにおいて、前記計数手順により計数される残り回数が0である多重起床要求可能タスクについて起床要求された際に、その起床要求がRTOSによって受け付けられなかったならば、異常と判断してマイコンをリセットするための処理を行う手順を、マイコンに実行させるプログラムを更に有している。そして、この異常監視用プログラムによっても、タスクの起床要求がRTOSによって受け付けられなくなる異常を検出してマイコンをリセットすることができるようになる。また、請求項4の異常監視用プログラムよりも簡単な処理内容で済むという点で有利である。
即ち、請求項7の異常監視用プログラムでは、請求項1〜5の異常監視用プログラムにおいて、まず、マイコンは、当該マイコンの外部又は内部に設けられたウォッチドッグタイマが当該マイコンにより所定時間以内にリセットされないと該ウォッチドッグタイマによりリセットされるようになっていると共に、その所定時間よりも短い一定時間毎に特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をリセットするための処理を行うようになっている。尚、ウォッチドッグタイマがマイコンの外部に設けられる場合、ウォッチドッグタイマをリセットするための処理は、前述したWDC信号を出力する処理となり、また、ウォッチドッグタイマがマイコンの内部に設けられる場合、ウォッチドッグタイマをリセットするための処理は、ウォッチドッグタイマのタイマ値を初期値にする処理となる。
次に、請求項8の異常監視用プログラムでは、請求項7の異常監視用プログラムにおいて、マイコンに遅延時間監視手順を実行させるプログラム(以下、遅延時間監視プログラムともいう)のうち、起床要求されたタスクの前記遅延時間の計測値を更新していくための部分と、前記遅延時間の計測値が起床タイムアウト値以上になったか否かを判定するための部分との、両方又は一方は、前記特定のプログラム内に設けられている。
[第1実施形態]
まず図1に示すように、第1実施形態のECU1は、エンジンを制御するための各種処理を実行するマイコン3と、車載バッテリ5の電圧(バッテリ電圧)を一定の電源電圧(例えば5V)に降圧してマイコン3に供給する電源IC7と、エンジンのクランク軸が所定角度回転する毎にパルス状の信号を出力するクランクセンサ、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ、及びエンジンの吸入空気量を検出する吸気量センサ等、エンジンの運転状態を検出する様々なセンサ9からの信号を入力して波形整形やA/D変換を行うことにより、それら各信号をマイコン3に取り込ませる入力回路11と、マイコン3からの制御信号に応じて、エンジンを作動させるためのインジェクタやイグナイタ等のアクチュエータ13を駆動する出力回路15とを、備えている。
まず、ECU1へのバッテリ電圧の供給が開始されて、電源IC7からマイコン3への電源電圧が立ち上がると、その後、一定の時間が経過した時点で、電源IC7からマイコン3へのリセット信号がローからハイになり、マイコン3のリセットが解除される。これは、電源IC7に備えられた周知のパワーオンリセット機能によるものである。
すると、その時点からWDタイムアウト時間が経過した時に、電源IC7(WDT17)からマイコン3へリセット信号が一定時間だけ出力され(即ち、リセット信号が一定時間だけローとなり)、マイコン3は一旦リセットされて再起動することとなる。
図3に示すように、マイコン3の実行対象プログラムは、少なくとも、RTOS、複数のタスク、RTOSに対してタスクの起床要求を行うための起床要求プログラム、及び各種割り込み処理のプログラム(図示省略)から構成されている。そして、タスクとしては、イニシャルタスク、時間同期タスク(A,B,C,…)、角度同期タスク(D,E,…)、イベントタスク(F,G,…)、及びアイドルタスクがある。
そして、S340では、割り込みを禁止状態にし、プログラムの実行状態を無限ループ状態にする。つまり、プログラムの実行先が当該S340のままになるようにする。
S345では、WDC信号の出力レベルが同一レベルである継続時間を計測するためのカウンタWICの値が、WDCパルス幅相当値(即ち、WDC信号の出力レベルを反転させてから次に反転させるまでの時間に相当する値)以上であるか否かを判定する。そして、カウンタWICの値がWDCパルス幅相当値以上でなければ、S350に進んで、カウンタWICをインクリメントし、その後、1msタスクにおける他の処理のステップへ進む。
図6に示すように、タスクXよりも優先度が低いタスクYの起床要求が行われた際、そのタスクYの起床要求フラグTAF[Y]がオンとなり、1msタスク内で、タスクYの起床遅延時間の計測(即ち、起床遅延時間カウンタTDC[Y]のカウントアップ)が始まる。
また、図6の例は、タスクXが1msタスクよりも優先度が低い場合の例であるが、1msタスクと同じ優先度か高い優先度のタスク(又は割り込み)の何れかの処理でプログラム暴走が発生した場合は、1msタスク自体が実行できなくなることでWDC信号の出力が止まり、やはり、WDT17によるマイコン3のリセットが発生することとなる。
更に、本実施形態では、1msタスクを周期的に起床させるためのタイマ29を起動する処理を、イニシャルタスク内で行うようにしているため、イニシャルタスクを遅延時間監視対象タスクとしなくても、そのイニシャルタスクが正常に実行されない場合に、マイコン3をリセットすることができる。イニシャルタスクが正常に実行されなければ、1msタスクが起床されず、WDC信号を出力するための処理(S360)が行われなくなるため、WDT17によりマイコン3がリセットされるからである。
[第2実施形態]
ところで、タスクには、起床要求されてから実行が終了するまでの間に重ねて起床要求されることが可能な多重起床要求可能タスクがある。
[第3実施形態]
ところで、上記各実施形態の異常監視用プログラムでは、あるタスク内でプログラム暴走(無限ループ)が発生したことは、そのタスクと優先度が同じかそれよりも優先度が低い他のタスクの起床遅延時間が起床タイムアウト値以上になることで検知する仕組みになっている。
即ち、図9(B)に示すように、まずS410にて、実行時間監視対象タスクの番号を示す番号カウンタjを初期値の1にし、次のS415にて、その番号カウンタjの値に該当する実行時間監視対象タスクの実行中フラグTEF[j]が、オンであるか否かを判定する。そして、実行中フラグTEF[j]がオンでなければ(オフならば)、S420に進む。
そして、S440では、図7(C)のS340と同様に、割り込みを禁止状態にし、プログラムの実行状態を無限ループ状態にする。すると、以後はWDC信号の出力が行われなくなり、マイコン3はWDT17によってリセットされることとなる。
即ち、アイドルタスクを除く最低優先度のタスクとして、時間同期タスクがなければ、制御には関係のない時間同期タスクを追加し、その追加した時間同期タスクも遅延時間監視対象タスクとなるようにプログラムを構成すれば良い。
[第4実施形態]
次に、第4実施形態では、第2又は第3実施形態と比較すると、下記(1)〜(4)の点が異なっている。
尚、実行間隔監視対象タスクとは、それの実行間隔(実行開始から次の実行開始までの時間)が後述の処理によって計測されるタスクのことである。
(3)図10(B)に示すように、実行間隔監視対象タスクの各々では、その先頭にて、当該タスクXに対応する起床要求回数カウンタTAC[X]の値を1に設定し(S217)、更に、当該タスクXに対応するカウンタTC[X]を0にクリアする(S222)。
次にS337では、番号カウンタiの値に該当するタスクが、実行間隔監視対象タスクであるか否かを判別し、実行間隔監視対象タスクであれば、カウンタTC[i]と大小比較するタイムアウト値を、実行間隔のタイムアウト値に設定し、また、番号カウンタiの値に該当するタスクが実行間隔監視対象タスクでなければ、タイムアウト値を、図7(C)のS335で用いられる起床タイムアウト値と同じタイムアウト値(即ち、起床遅延時間のタイムアウト値)に設定する。
[第5実施形態]
次に、第5実施形態では、第1〜第4実施形態の何れかに対して、下記(a),(b)の点が追加されている。
尚、本第5実施形態では、図12(A)のS540と図12(B)のS610とが、請求項1に記載の「監視用タスクの起床を要求し、その監視用タスクが実行されたならば異常と判断してマイコンをリセットするための処理を行う手順」を、マイコンに実行させるためのプログラムに相当している。
また、マイコンをリセットするための処理としては、例えば、プログラムの実行先アドレスをイニシャルスタート時の先頭アドレスに変更する処理であっても良い。
Claims (16)
- マイコンにより実行される複数のタスクと、
複数種類の各イベントの発生を検知し、その検知したイベントに対応するタスクの起床を要求する手順を、前記マイコンに実行させるための起床要求プログラムと、
前記タスクの起床要求に対し、予め設定された優先度に基づいて、その起床要求に対応するタスクを起床する手順を、前記マイコンに実行させるためのリアルタイムオペレーティングシステムと、
を有したプログラムが、前記マイコンにより正常に実行されているか否かを監視するための異常監視用プログラムであって、
前記複数のタスクのうちの一部又は全部について、タスクの起床要求から、その起床要求に対応するタスクの実行が開始されるまでの遅延時間を計測すると共に、その計測値が規定の起床タイムアウト値以上になったならば異常と判断する遅延時間監視手順と、
前記遅延時間監視手順により異常と判断された場合に、前記マイコンをリセットするための処理を行うリセット用手順とを、
前記マイコンに実行させ、
更に、アイドルタスクよりも優先度が低い監視用タスクと、
前記監視用タスクの起床を要求し、その監視用タスクが実行されたならば異常と判断して前記マイコンをリセットするための処理を行う手順を、前記マイコンに実行させるためのプログラムと、
を有していることを特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項1に記載の異常監視用プログラムにおいて、
前記遅延時間監視手順の対象のタスクのうち、一部又は全部は、起床要求されてから実行が終了するまでの間に起床要求されることが可能な多重起床要求可能タスクであり、
前記マイコンに前記遅延時間監視手順を実行させるプログラムは、
前記対象の多重起床要求可能タスクについて、起床要求されたが実行されていない残り回数を計数する計数手順を、前記マイコンに実行させるためのプログラムを有すると共に、
前記計数手順により計数される残り回数が1以上の多重起床要求可能タスクについては、初回の起床要求から最初に実行されるまでは前記遅延時間を計測し、その後、前記残り回数が0となるまでは、実行開始から次の実行開始までの時間を前記遅延時間の代わりに計測する手順を、前記マイコンに実行させるように構成されていること、
を特徴とする異常監視用プログラム。 - マイコンにより実行される複数のタスクと、
複数種類の各イベントの発生を検知し、その検知したイベントに対応するタスクの起床を要求する手順を、前記マイコンに実行させるための起床要求プログラムと、
前記タスクの起床要求に対し、予め設定された優先度に基づいて、その起床要求に対応するタスクを起床する手順を、前記マイコンに実行させるためのリアルタイムオペレーティングシステムと、
を有したプログラムが、前記マイコンにより正常に実行されているか否かを監視するための異常監視用プログラムであって、
前記複数のタスクのうちの一部又は全部について、タスクの起床要求から、その起床要求に対応するタスクの実行が開始されるまでの遅延時間を計測すると共に、その計測値が規定の起床タイムアウト値以上になったならば異常と判断する遅延時間監視手順と、
前記遅延時間監視手順により異常と判断された場合に、前記マイコンをリセットするための処理を行うリセット用手順とを、
前記マイコンに実行させ、
更に、前記遅延時間監視手順の対象のタスクのうち、一部又は全部は、起床要求されてから実行が終了するまでの間に起床要求されることが可能な多重起床要求可能タスクであり、
前記マイコンに前記遅延時間監視手順を実行させるプログラムは、
前記対象の多重起床要求可能タスクについて、起床要求されたが実行されていない残り回数を計数する計数手順を、前記マイコンに実行させるためのプログラムを有すると共に、
前記計数手順により計数される残り回数が1以上の多重起床要求可能タスクについては、初回の起床要求から最初に実行されるまでは前記遅延時間を計測し、その後、前記残り回数が0となるまでは、実行開始から次の実行開始までの時間を前記遅延時間の代わりに計測する手順を、前記マイコンに実行させるように構成されていること、
を特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項2又は請求項3に記載の異常監視用プログラムにおいて、
前記計数手順により計数される残り回数が多重起床の上限回数未満である多重起床要求可能タスクについて起床要求された際に、その起床要求が前記リアルタイムオペレーティングシステムによって受け付けられなかったならば、異常と判断して前記マイコンをリセットするための処理を行う手順を、前記マイコンに実行させるプログラムを更に有していること、
を特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項2又は請求項3に記載の異常監視用プログラムにおいて、
前記計数手順により計数される残り回数が0である多重起床要求可能タスクについて起床要求された際に、その起床要求が前記リアルタイムオペレーティングシステムによって受け付けられなかったならば、異常と判断して前記マイコンをリセットするための処理を行う手順を、前記マイコンに実行させるプログラムを更に有していること、
を特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の異常監視用プログラムにおいて、
前記遅延時間監視手順により異常と判断された場合に、割り込みを禁止状態にした上で前記マイコンによるプログラムの実行状態を無限ループ状態にするための手順を、前記マイコンに実行させるための無限ループ導入用プログラムを有していること、
を特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の異常監視用プログラムにおいて、
前記マイコンは、当該マイコンの外部又は内部に設けられたウォッチドッグタイマが当該マイコンにより所定時間以内にリセットされないと該ウォッチドッグタイマによりリセットされるようになっていると共に、前記所定時間よりも短い一定時間毎に特定のプログラムを実行することにより、前記ウォッチドッグタイマをリセットするための処理を行うようになっており、
前記マイコンに前記リセット用手順を実行させるプログラムは、前記マイコンをリセットするための処理として、前記ウォッチドッグタイマをリセットするための処理が行われないようにする処理を、前記マイコンに実行させるように構成されていること、
を特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項7に記載の異常監視用プログラムにおいて、
前記マイコンに前記遅延時間監視手順を実行させるプログラムのうち、起床要求されたタスクの前記遅延時間の計測値を更新していくための部分と、前記遅延時間の計測値が前記起床タイムアウト値以上になったか否かを判定するための部分との、両方又は一方は、前記特定のプログラム内に設けられていること、
を特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項1ないし請求項8の何れか1項に記載の異常監視用プログラムにおいて、
前記起床タイムアウト値は、タスクの優先度毎に異なる値に設定されていること、
を特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項1ないし請求項9の何れか1項に記載の異常監視用プログラムにおいて、
前記遅延時間監視手順の対象のタスクは、時間と非同期に発生するイベントに対応した時間非同期タスクであること、
を特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項1ないし請求項10の何れか1項に記載の異常監視用プログラムにおいて、
アイドルタスクを除く最低優先度のタスクとして、一定時間毎に起床要求される時間同期タスクが設けられており、その時間同期タスクが、前記遅延時間監視手順の対象のタスクとなっていること、
を特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項1ないし請求項10の何れか1項に記載の異常監視用プログラムにおいて、
アイドルタスクを除く最低優先度のタスクとして、時間と非同期に発生するイベントに対応した時間非同期タスクがあり、
その最低優先度の時間非同期タスクの実行時間を計測すると共に、その計測値が規定の実行時間タイムアウト値以上になったならば異常と判断する実行時間監視手順を、前記マイコンに実行させるプログラムと、
前記実行時間監視手順により異常と判断された場合に、前記マイコンをリセットするための処理を行う手順を、前記マイコンに実行させるプログラムと、
を更に有していることを特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項1ないし請求項12の何れか1項に記載の異常監視用プログラムにおいて、
前記タスクのうち、一定時間毎に起床要求される時間同期タスクの1つ以上について、そのタスクの実行間隔を計測すると共に、その計測値が規定の実行間隔タイムアウト値以上になったならば異常と判断する実行間隔監視手順を、前記マイコンに実行させるプログラムと、
前記実行間隔監視手順により異常と判断された場合に、前記マイコンをリセットするための処理を行う手順を、前記マイコンに実行させるプログラムと、
を更に有していることを特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項1ないし請求項13の何れか1項に記載の異常監視用プログラムにおいて、
前記マイコンは、当該マイコンの外部又は内部に設けられたウォッチドッグタイマが当該マイコンにより所定時間以内にリセットされないと該ウォッチドッグタイマによりリセットされるようになっていると共に、前記所定時間よりも短い一定時間毎に特定のプログラムを実行することにより、前記ウォッチドッグタイマをリセットするための処理を行うようになっており、
前記特定のプログラムを前記一定時間毎に起床させるためのタイマを起動する処理を、前記マイコンに行わせるためのプログラムが、前記タスクのうち、前記マイコンが起動した際に最初に起床されるイニシャルタスク内に設けられていること、
を特徴とする異常監視用プログラム。 - 請求項1ないし請求項14の何れか1項に記載の異常監視用プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 請求項1ないし請求項14の何れか1項に記載の異常監視用プログラムを実行するマイコンを備えた電子装置。
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