毫秒级实时计算机系统监控装置制造方法及图纸

技术编号:2895521 阅读:265 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术提供了一种在毫秒级时间内即能判断出实时控制计算机的运行状态,并在计算机系统发生异常时驱动报警并实施保护,使实时控制系统的运行更加安全的毫秒级实时计算机系统监控装置。它包括标准时钟方波发生电路、波形频率整理电路、移位电路、锁存电路和用于检测实时计算机系统工作的系统运行心跳信号检测电路,其中标准时钟方波发生电路连接波形频率整形电路,波形频率整形电路连接移位寄存器,移位寄存器连接锁存电路,实时计算机系统检测电路连接移位寄存器,锁存电路连接六自由度运动模拟器保护回路。本实用新型专利技术可用于检测实时计算机系统的正常工作状态,在系统程序出现异常情况下,驱动保护装置实施保护。(*该技术在2016年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造涉及实时计算机系统检测领域,具体涉及一种用于检测实时计算机系统工作 的检测监控装置。(二)
技术介绍
目前工业控制CPU中大多自带监控看门狗定时器,但多数用于非实时系统中且一般定时 周期在l-255s之间,即使是专用的定时器,定时周期也基本在30ms左右。此类监控看门狗 主要用于单系统计算机的保护,保护方式大多为重新初始化程序。在采样和控制周期较高的 实时控制系统中,初始化程序会给系统带来危险,况且30ms意味着系统在较长时间内处在开 环状态,无法保证系统的安全运行。六自由度运动模拟器是一种模拟路况、海况以及航天飞行器在一定空间范围内六个自由 度运动的模拟装置。该装置被广泛用于航空、航天等行业,其控制部分采用实时计算机系统, 采样与控制周期为lms。而目前市场上尚未有能够用于监测实时控制计算机的工作状态并提 高控制系统的可靠性的保护装置。(三)
技术实现思路
本专利技术创造的目的在于提供一种在毫秒级时间内即能判断出实时控制计算机的运行状 态,并在计算机系统发生异常时驱动报警并实施保护,使实时控制系统的运行更加安全的毫 秒级实时计算机系统监控装置。本专利技术创造的目的是这样实现的它包括标准时钟方波发生电路、波形频率整理电路、 移位电路、锁存电路和用于检测实时计算机系统工作的系统运行心跳信号检测电路,其中标 准时钟方波发生电路连接波形频率整形电路,波形频率整形电路连接移位寄存器,移位寄存 器连接锁存电路,实时系统计算机系统检测电路连接移位寄存器,锁存电路连接六自由度运 动模拟器保护回路。本专利技术创造的工作原理为实时控制系统在控制周期内由实时计算机系统通过数字输出发出TTL交变的心跳信号, 该信号作为移位电路清零,保持移位寄存器溢出端置零。监控装置自身也备有基时方波发生 电路,用于计时报警。基时信号通过波形频率整理电路将信号调整到需要的频率,进入移位 寄存器计数。在实时控制计算机正常工作状态下,系统运行心跳信号复位移位电路的溢出端, 以便接收下一个周期的监控。当计算机工作异常时,心跳信号停止,移位电路溢出,驱动报 警。本专利技术创造应用于六自由度运动模拟器的控制系统中监控实时计算机系统的工作状态,当计算机系统异常时监控装置发出报警,由锁存电路发出报警驱动六自由度运动模拟器保护 回路,控制模拟器处于保护状态。本专利技术创造结构简单、设计合理可靠,能够保证系统的安 全运行,并提高了控制系统的可靠性,是新一代毫秒级实时计算机系统监控装置。 附图说明图1为本专利技术创造的原理示意图2为实施例中的波形频率整理电路;图3为实施例中的移位电路的电路原理图4为实施例的设计原理图5为实施例实验中占空比与报警门限频率的关系曲线。 具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本专利技术创造作进一步的详细说明结合图1,本专利技术创造包括标准时钟方波发生电路、波形频率整理电路、移位电路、锁 存电路和用于检测实时计算机系统工作的系统运行心跳信号检测电路,其中标准时钟方波发 生电路连接波形频率整形电路,波形频率整形电路连接移位寄存器,移位寄存器连接锁存电 路,实时系统计算机系统检测电路连接移位寄存器,锁存电路连接六自由度运动模拟器保护 回路。本专利技术创造由方波信号发生电路提供高频方波信号,周期t;,。该信号通过波形频率整理电路转换为需要的频率ttl电平信号,作为移位电路的脉冲指令。通过调整移位寄存器的位数,可以调整需要报警的时间,即在该时间段内没有接收到由实时计算机数字输出发送来 的复位指令,就将移位电路溢出的报警信号送出至锁存电路,发出报警。当系统重新正常运 行后,实时计算机可以进行报警复位。报警时间7^计算公式如下rfi =iVx7;s x", (式i)式中 -波形频率调整电路的分频数; iV-移位寄存器的移位个数;^-波形发生器的波形周期。本专利技术创造应用标准基时方波电路发出定时的脉冲信号,由波形频率整形电路对该波形 的工作频率与形式进行整理再由移位寄存器进行计数。实时系统计算机的实时心跳信号用于对移位寄存器的复位与清零,在一定时间内未接收到实时系统计算机的心跳信号,则移位寄存器会发出溢出,该溢出信号会驱动锁紧电路实施保护驱动。 实施例1、 波形频率整理电路结合图2和图4,本实施例中波形整理电路包括8位2迸制计数器IC2、 IC3,石英晶振 IC1的输出脚连接Rl连接计数器IC2的1脚,计数器IC2的6脚连接计数器IC3的13脚, 计数器IC2的2脚、IC3的8、 12脚接地、计数器IC2的3-5脚、IC3的9-ll脚输出。其中,波形整理电路应用8位2进制计数器实现。输入端为石英晶振的标准频率信号, 为了提高精度系统基时信号的精度,石英晶振的频率取lMHz,为简化移位寄存器的结构,采 用2进制计数器实现基时频率的整理。当输入端信号为lMHz时,2进制计数器IC2的Q0端 经过计数器分频后为500KHz,Ql端再经过分频使频率达到250KHz,以此类推经过计数器IC2、 IC3和IC4模块的10次2分频后,波形频率调整为0.9765625KHz的TTL方波信号,满足移 位寄存器的输入要求。2、 移位电路结合图3和图4,本实施例中移位电路由8位移位寄存器IC5、 IC6、与非门IC8、 IC9与 电阻R2-R5、 R8组成,标准方波信号输出端连接电阻R2连接8位移位寄存器IC5的7脚和8 位移位寄存器IC6的7脚,实时计算机心跳信号输出端连接电阻R8连接8位移位寄存器IC5 的9脚和与非门IC9的3脚,与非门IC9的1脚连接电阻R3连接8位移位寄存器IC6的9脚, 8位移位寄存器IC5的13脚连接电阻R5连接与非门IC8的6脚,8位移位寄存器IC6的13 脚连接电阻R4连接与非门IC8的5脚,与非门IC8的4脚输出移位寄存器溢出信号连接锁存 器IC7, 8位移位寄存器IC5的1、 15脚和8位移位寄存器IC6的1、 15脚连接电源,8位移 位寄存器IC5的2-6、 10-12、 14脚和8位移位寄存器IC6的2-6、 10-12、 14脚接地。标准方波信号经过电阻R2输入双CLK并进/串行输出8位移位寄存器。SET端为高电平, 每当方波信号翻转时SET端的信号会随方波信号向P0-P7端依次至"1", Q7为溢出端。实时 计算机心跳信号经过电阻R8连接IC5的CLR端,作用是将P0-P7端置"0"。 IC9会将心跳信 号反向后驱动IC6的CLR保证IC5和IC6交替工作。当IC5或IC6监测到心跳信号长期处于 低电位时,标准方波信号翻转8次后,则移位电路溢出(Q7置"l"),信号经过电阻R5和IC8 的7脚和R7送出报警信号,锁存器IC7的5脚一面输出复位信号一面连接电阻R6到电源。结合图4-5,本实施例中采用8位2迸制移位寄存器作为波形频率整理电路,将信号调 节到需要基时频率的方波信号,并应用两片8位移位寄存器作为检测装置,用计算机输出的 定占空比信号作为移位寄存器的复位信号,当规定时间内没有复位脉冲到来,则移位寄存器 将高电平送到输出端驱动六自由度运动模拟器的保护电路。表1列出了主要元器件的选择表l<table>table see original document page 6</column></row>本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种毫秒级实时计算机系统监控装置,其特征在于:它包括标准时钟方波发生电路、波形频率整理电路、移位电路、锁存电路和用于检测实时计算机系统工作的系统运行心跳信号检测电路,其中标准时钟方波发生电路连接波形频率整形电路,波形频率整形电路连接移位寄存器,移位寄存器连接锁存电路,实时计算机系统检测电路连接移位寄存器,锁存电路连接六自由度运动模拟器保护回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:韩俊伟张辉丛大成姜洪州叶正茂靳军何景峰赵新通黄其涛郑淑涛
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:实用新型
国别省市:93[中国|哈尔滨]

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1