JP7063692B2 - ウォッチドッグタイマ監視システム - Google Patents

Description

本発明は、ウォッチドッグタイマを用いて処理装置の動作を監視しているウォッチドッグタイマ監視システムに関する。

マイクロコンピュータ、ＣＰＵ等の処理装置の動作状態を監視する電子デバイスとして、ウォッチドッグタイマが広く用いられている。ウォッチドッグタイマは、あらかじめ設定されたタイムアウト時間をカウントすると、処理装置の動作に異常が生じていると判定し、処理装置を再起動させるリセット信号を出力するタイマである。

監視対象の処理装置は、正常に動作を行なっている場合には、タイムアウトする前に、カウントをクリアさせるクリアパルスをウォッチドッグタイマに出力することで、不要な再起動を防ぐようにする。

一般に、処理装置では、待機時の電力消費量を削減するために、スリープモード（スタンバイモード、待機電源モード等ともいう）が用意されている。ウォッチドッグタイマの監視対象となっている処理装置は、スリープモード時に移行した場合にも定期的に起動してウォッチドッグタイマにクリアパルスを出力することが行なわれている。

特開２００６－３１８３０６号公報

ウォッチドッグタイマを用いて処理装置の動作を監視しているウォッチドッグタイマ監視システムにおいて、待機時の消費電力を一層削減するためには、処理装置のスリープモード移行に連動して、ウォッチドッグタイマの動作も停止させること効果的である。これにより、処理装置がスリープモードに移行した際に、クリアパルスを出力するために定期的に起動する必要がなくなり、また、ウォッチドッグタイマの動作電力も不要となる。

処理装置のスリープモード移行に連動して、ウォッチドッグタイマの動作も停止させるためには、例えば、図２に示すように、処理装置３１０がスリープモード移行時にソフトウェア処理によって出力するスリープ信号を反転した信号を、ウォッチドッグタイマ３２０に対するイネーブル信号として利用することが考えられる。

しかしながら、処理装置３１０においてソフトウェア的に何らかの異常が生じて、スリープモードに移行していないのにスリープ信号が出力されると、本来であれば処理装置３１０を再起動させるべきウォッチドッグタイマが停止してしまい、異常が生じている処理装置３１０を再起動させることができなくなる。これにより、システムの信頼性が低下してしまうことになる。

そこで、本発明は、ウォッチドッグタイマを用いて処理装置の動作を監視しているウォッチドッグタイマ監視システムにおいて、システムの信頼性を低下させることなく、処理装置のスリープモード移行に連動してウォッチドッグタイマを停止させることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の１態様であるウォッチドッグタイマ監視システムは、スリープモードを有し、スリープモード移行時に第１スリープ信号を出力する処理装置と、前記処理装置の動作を監視するウォッチドッグタイマと、電源から前記処理装置に流入する電流を含んだ電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部の検出結果が基準値を下回る場合に第２スリープ信号を出力する比較部と、前記第１スリープ信号および前記第２スリープ信号の両方が出力された場合に、前記ウォッチドッグタイマを停止状態にする判定部と、を備えたことを特徴とする。
ここで、前記ウォッチドッグタイマは、イネーブル端子を備え、前記判定部は、イネーブル端子をネゲートすることで前記ウォッチドッグタイマを停止状態にすることができる。
また、電源電圧を前記処理装置の動作電圧に変換するレギュレータをさらに備え、前記電流検出部が、前記レギュレータの前段に配置されていてもよい。

本発明によれば、ウォッチドッグタイマを用いて処理装置の動作を監視しているウォッチドッグタイマ監視システムにおいて、システムの信頼性を低下させることなく、処理装置のスリープモード移行に連動してウォッチドッグタイマを停止させることができる。

本実施形態のウォッチドッグタイマ監視システムを示すブロック図である。 ウォッチドッグタイマ監視システムの一例を示すブロック図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るウォッチドッグタイマ監視システム１００の構成を示すブロック図である。本図に示すように、ウォッチドッグタイマ監視システム１００は、処理装置１１０、ウォッチドッグタイマ１２０、レギュレータ１３０、電流検出部１４０、比較部１５０、判定部１６０を備えている。

ウォッチドッグタイマ監視システム１００は、処理装置１１０の動作状態を、ウォッチドッグタイマ１２０を用いて監視するシステムである。処理装置１１０は、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ、コントローラ、コンピュータシステム等とすることができる。

ウォッチドッグタイマ１２０は、あらかじめ設定されたタイムアウト時間をカウントすると、処理装置１１０の動作に異常が生じていると判定し、処理装置１１０を再起動させるリセット信号を出力する。処理装置１１０は、正常に動作を行なっている場合には、タイムアウトする前に、カウントをクリアさせるクリアパルスをウォッチドッグタイマ１２０に出力することで、不要な再起動を防ぐようにする。

ウォッチドッグタイマ１２０は、イネーブル端子を備えており、イネーブル端子に入力されるイネーブル信号がアサートされると動作を行ない、イネーブル信号がネゲートされると動作を停止する。ここでは、イネーブル信号がハイのときに動作を行なうものとする。

処理装置１１０は、所定の条件を満たす場合、例えば、所定時間入力信号がない場合、搭載された機器が停止状態になった場合等に、電力消費量が少ないスリープモードに移行する。処理装置１１０は、スリープモードに移行すると、ソフトウェア処理によりスリープ信号をアサートする。

本実施形態のウォッチドッグタイマ監視システム１００では、処理装置１１０は、スリープモード移行時にクリアパルスの出力は不要である。これにより、スリープモード移行時に定期的に起動する必要がなくなり、待機時の消費電力を一層削減することができる。

処理装置１１０は、バッテリ等の電源から電力の供給を受けている。この際に、バッテリの出力電圧を処理装置１１０の動作電圧に変換するためのレギュレータ１３０が用いられている。レギュレータ１３０の出力電圧は、ウォッチドッグタイマ監視システム１００内の、処理装置１１０以外の負荷にも供給されている。

上述のように、処理装置１１０は、スリープモードに移行すると、ソフトウェア処理によりスリープ信号（ソフトウェア）を出力する。しかしながら、ソフトウェア的に何らかの異常が生じると、スリープモードに移行していないのにスリープ信号が出力されるおそれがある。

そこで、本実施形態のウォッチドッグタイマ監視システム１００では、ソフトウェア的な判定に加え、ハードウェア的な判定により処理装置１１０がスリープモードに移行したことを判定する。ただし、ハードウェア的な判定を行なう場合にも、誤動作や故障等によりスリープモードを誤判定するおそれがある。このため、ソフトウェア的な判定、ハードウェア的な判定ともスリープモード判定をした場合にのみウォッチドッグタイマ１２０を停止状態とする。これにより、誤判定によりウォッチドッグタイマ１２０が停止状態になることを防ぎ、システムの信頼性を高めている。

ハードウェア的な判定について説明する。スリープモード時では消費電力が大幅に削減されるため、処理装置１１０では、通常起動時とスリープモード時とでは、流入する電流値に大きな差が生じる。

そこで、電流検出部１４０を用いて処理装置１１０に流入する電流を測定し、スリープモードの判定を行なう。具体的には、処理装置１１０に流入する電流が基準値よりも小さい場合に処理装置１１０がスリープモードに移行したと判定する。電流検出部１４０は、例えば、値の小さな抵抗を用いて構成し、抵抗に生じる電圧降下を検出電圧として電流を測定することができる。

なお、レギュレータ１３０と処理装置１１０との間に電流検出部１４０を配置すると、処理装置１１０に流入する電流を正確に測定することができるが、処理装置１１０に供給する電圧が低下することになる。そこで、本実施形態では、電源とレギュレータ１３０との間に電流検出部１４０を配置している。

この場合、電流検出部１４０で検出される電流は、処理装置１１０に流入する電流に加え、その他負荷に流入する電流も含まれることになる。しかしながら、通常動作時に処理装置１１０に流入する電流が他の電流よりも十分大きいため、電流検出部１４０で測定される電流値に基づいてスリープモードの判定を行なうことが可能となる。

ただし、処理装置１１０に流入する電流の計測は他の方法を用いてもよい。例えば、ホール素子等を用いて処理装置１１０に流入する電流を非接触で測定したり、カレントミラー回路を構成して処理装置１１０に流入する電流を測定するようにしてもよい。

電流検出部１４０の出力である検出電圧は、比較部１５０において基準電圧と比較される。基準電圧は、処理装置１１０の通常動作時に電流検出部１４０で検出される検出電圧よりもやや低い値としておく。もちろん、処理装置１１０のスリープ時に電流検出部１４０で検出される検出電圧よりも十分高い値としておく。

比較部１５０は、コンパレータ等を用いて構成することができ、電流検出部１４０が出力する検出電圧が基準電圧よりも小さい場合に、スリープ信号（ハードウェア）を出力する。なお、本実施形態では、スリープ信号（ソフトウェア）、スリープ信号（ハードウェア）ともスリープモード判定時にハイを出力するようにしているが、スリープモード判定時にロウを出力するようにしてもよい。

処理装置１１０が出力するスリープ信号（ソフトウェア）、比較部１５０が出力するスリープ信号（ハードウェア）は、判定部１６０に入力される。判定部１６０は、スリープ信号（ソフトウェア）、スリープ信号（ハードウェア）ともハイのときに、ウォッチドッグタイマ１２０を停止させる信号を出力する。

本実施形態では、判定部１６０をＮＡＮＤ回路で構成し、スリープ信号（ソフトウェア）、スリープ信号（ハードウェア）ともハイのときにウォッチドッグタイマ１２０に対するイネーブル信号をロウにしてイネーブル端子をネゲートすることでウォッチドッグタイマ１２０を停止させ、それ以外のときにイネーブル信号をハイにしてイネーブル端子をアサートすることでウォッチドッグタイマ１２０を動作させる。

このように、本実施形態のウォッチドッグタイマ監視システム１００では、ソフトウェア的な判定およびハードウェア的な判定の両方とも処理装置１１０がスリープモードに移行したと判定した場合にのみウォッチドッグタイマ１２０を停止させるようにしている。これにより、監視動作が必要であるのにもかかわらずウォッチドッグタイマ１２０が停止状態となることを防いでいる。

また、停止状態になった後には、ソフトウェア的な判定およびハードウェア的な判定のいずれかが処理装置１１０のスリープモードが解除になったと判定すると、ウォッチドッグタイマ１２０は起動状態に復帰する。

以上説明したように、本実施形態のウォッチドッグタイマ監視システム１００によれば、システムの信頼性を低下させることなく、処理装置１１０のスリープモード移行に連動してウォッチドッグタイマ１２０を停止させることができるようになる。

１００ ウォッチドッグタイマ監視システム
１１０ 処理装置
１２０ ウォッチドッグタイマ
１３０ レギュレータ
１４０ 電流検出部
１５０ 比較部
１６０ 判定部

Claims (3)

1. スリープモードを有し、スリープモード移行時に第１スリープ信号を出力する処理装置と、
   前記処理装置の動作を監視するウォッチドッグタイマと、
   電源から前記処理装置に流入する電流を含んだ電流を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部の検出結果が基準値を下回る場合に第２スリープ信号を出力する比較部と、
   前記第１スリープ信号および前記第２スリープ信号の両方が出力された場合にのみ、前記ウォッチドッグタイマを停止状態にする判定部と、
   を備えたことを特徴とするウォッチドッグタイマ監視システム。
2. 前記ウォッチドッグタイマは、イネーブル端子を備え、
   前記判定部は、イネーブル端子をネゲートすることで前記ウォッチドッグタイマを停止状態にすることを特徴とする請求項１に記載のウォッチドッグタイマ監視システム。
3. 電源電圧を前記処理装置の動作電圧に変換するレギュレータをさらに備え、
   前記電流検出部が、前記レギュレータの前段に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のウォッチドッグタイマ監視システム。

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