一种电子节气门芯片安全监控的软件实现方法技术

本发明专利技术涉及一种电子节气门芯片安全监控的软件实现方法，包括以下步骤：下电时关断路径测试、上电时对整个RAM的检测、系统正常运行时的RAM周期性检测、上电时对eTPU代码区域(SCM)检测、上电时对eTPU数据区域(SDM)检测、周期性的eTPU时间监控、问答通信监控、周期性的指令集测试、周期性的程序流检测和周期性的AD转换检测。本发明专利技术充分满足了电子节气门安全监控所要达到的要求，主芯片和监控芯片的相互监控机制，提高了汽车发动机控制器的安全性能，且系统可移植性高。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术属于汽车电子控制领域，具体涉及一种电子节气门芯片安全监控的软件实现方法。
技术介绍

使用电子节气门系统，节气门在整个开度范围内都由一个电机驱动，发动机可以独立于油门位置而调节气门的位置。当出现信号错误、软件错误或者硬件错误时，为了防止电子节气门失控而引致危险，安全法规要求电子节气门系统应拥有一套独立的监控单元用于检测主控芯片的运行，当监控系统发现监控项目失败时，可以关闭喷油、ETC进气模块并记录发生的故障，从而保证电子节气门系统是一个安全可靠的系统。通过在硬件上采取冗余系统，软件上对部件及控制单元本身的监控，实时的对实际扭矩及转速的限制，充分保证电子节气门系统的安全。
电子节气门系统失控的后果非常严重，所以必须有足够可靠的安全机制保障系统能被实时监测。

技术实现思路

因此，为了满足需求，同时考虑到成本以及算法的复杂性，利用一8位监控芯片和主芯片相互监控，达到电子节气门系统安全运行的目的。
本专利技术的目的在于提供一种电子节气门芯片安全监控的软件实现方法，通过主芯片和监控芯片相互独立和相互监控的特性，运用软件算法结合已有电器组件，监测芯片的关断功能、存储区域、指令计算、程序流运行、AD部件、eTPU时钟等这些方面是否运行正常。
具体技术方案如下：
一种电子节气门芯片安全监控的软件实现方法，包括以下步骤：
一、下电时关断路径测试
关断路径的测试每一个驾驶循环检测一次，关断路径的测试发生在下电过程中，关断路径的测试包括主芯片对喷油和电子节气门的关断、监控芯片对喷油和电子节气门的关断两部分；关断路径测试时的关断持续时间为35ms，关断路径测试过程中若有故障，其复位的最大次数为7；
二、上电时对整个RAM的检测
RAM的上电测试在一个操作循环中只执行一次，
1)以升地址的方式，向偶地址RAM中写入0x55，向奇地址单元写入0xAA；
2)校验写入的RAM空间，并以升地址的方式向偶地址中写入0xAA，向奇地址中写入0x55；
3)校验写入的RAM空间，以升地址的方式向RAM空间中写入0x00；
4)校验RAM空间中的内容，以降地址的方式向RAM空间写入0xFF；
5)校验RAM空间中内容，以降地址的方式向RAM空间写入0x00；
三、系统正常运行时的RAM周期性检测
1)将要测试的RAM空间中的数据读出来，并存储到另外一片区域；
2)对RAM中写入0x55，读出RAM中的内容并校验是否是0x55；
3)对RAM中写入0xAA，读出RAM空间中的内容并校验是否为0xAA；
4)把数据重新拷贝回去RAM空间中；
四、上电时对eTPU代码区域(SCM)检测
首先计算出eTPU底层编译后产生的二进制代码数组的CHECKSUM，并将其事先存储在一块FLASH中，然后再计算拷贝到SCM里面代码的CHECKSUM，将这两者进行比较，检验是否出错；
五、上电时对eTPU数据区域(SDM)检测
1)以升地址的方式，向偶地址RAM中写入0x55，向奇地址单元写入0xAA；
2)校验写入的RAM空间，并以升地址的方式向偶地址中写入0xAA，向奇地址中写入0x55；
3)校验写入的RAM空间，以升地址的方式向RAM空间中写入0x00；
4)校验RAM空间中的内容，以降地址的方式向RAM空间写入0xFF；
5)校验RAM空间中内容，以降地址的方式向RAM空间写入0x00；
六、周期性的eTPU时间监控
1)监控循环周期是100ms，计算每个表征10ms的TCR1值，转换成CPU的标准计数值，将其和CPU的10ms的表征计数值进行相减，以此类推一直到100ms结束，两个数据进行相减产生10个偏差值，T差1，T差2，T差3…T差10；
2)比较这10个偏差值，得出最大的偏差值和最小偏差值；
3)设置最大标准偏差阀值为50、最小标准偏差阀值为－50、100ms累计标准偏差阀值为500；
4)在一个监控循环中若算出来的最大偏差值，大于给定的最大标准偏差阀值50，或者最小偏差值小于给定的最小标准偏差阀值-50，则可以判断出eTPU时间计数有异常；
5)将一个监控循环内的10个偏差值的绝对值累加起来，若超过给定的100ms累计标准偏差阀值500，也可以判断出eTPU时间计数有异常；
七、问答通信监控
1)监控芯片和主芯片是独立的时钟频率；
2)主芯片和监控芯片拥有独立的错误计数器；
3)针对某个问题的答案，其是由指令集测试和程序流检查各自产生一个局部答案，然后相加将这两个局部答案计算出最终的答案发送给监控芯片。
4)问题和答案一一对应。
5)主芯片和监控芯片的错误计数器的阀值都为7，当错误次数达到阀值时，关断电子节气门驱动信号和喷油驱动信号，系统复位。
八、周期性的指令集测试
1)首先检测监控芯片是否发送了新问题，即检查对应的状态标志位，若状态标志为是1，则代表功能模块接受到了一个新的问题，进入第2)步；若状态标志位是0，则进入第3)步；
2)将新问题的状态标志位清0，并获取问题中关于指令集测试的信息，且将指令集测试对应的模块计数器赋值为1，这表明即将会运行第一个模块，另外还将各个模块对应的答案相加得出的中间变量清0；
3)指令集对应的模块计数器值叠加，以便依次运行各个模块。当每个模块运行完毕计算出答案时，将这些答案相加并赋值给中间变量；检查指令集测试的模块是否运行完毕，若没有，则继续运行下一个模块并计算答案；若所有模块已经运行完毕，则进入第4)步；
4)将中间变量赋值给指令集测试对应的局部答案变量，此变量值是作为最终主芯片发送给监控芯片答案的一部分。
九、周期性的程序流检测
程序流的监控循环为40ms，设置一个用来校验的原多项式P(X)和生成多项式G(X)，其中P(X)的初始值为0x99；生成多项式G(X)是一个数组，G(X)数组个数为16，设置的数分别为{0x11,0x21,0x31,0x41,0xA2,0xB2,0XC2,0XD2,0x33,0x43,0x53,0x63,0x24,0x34,0x44,0x54本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子节气门芯片安全监控的软件实现方法，其特征在于包括以下步骤：一、下电时关断路径测试关断路径的测试每一个驾驶循环检测一次，关断路径的测试发生在下电过程中，关断路径的测试包括主芯片对喷油和电子节气门的关断、监控芯片对喷油和电子节气门的关断两部分；关断路径测试时的关断持续时间为35ms，关断路径测试过程中若有故障，其复位的最大次数为7；二、上电时对整个RAM的检测RAM的上电测试在一个操作循环中只执行一次，1)以升地址的方式，向偶地址RAM中写入0x55，向奇地址单元写入0xAA；2)校验写入的RAM空间，并以升地址的方式向偶地址中写入0xAA，向奇地址中写入0x55；3)校验写入的RAM空间，以升地址的方式向RAM空间中写入0x00；4)校验RAM空间中的内容，以降地址的方式向RAM空间写入0xFF；5)校验RAM空间中内容，以降地址的方式向RAM空间写入0x00；三、系统正常运行时的RAM周期性检测1)将要测试的RAM空间中的数据读出来，并存储到另外一片区域；2)对RAM中写入0x55，读出RAM中的内容并校验是否是0x55；3)对RAM中写入0xAA，读出RAM空间中的内容并校验是否为0xAA；4)把数据重新拷贝回去RAM空间中；四、上电时对eTPU代码区域(SCM)检测首先计算出eTPU底层编译后产生的二进制代码数组的CHECKSUM，并将其事先存储在一块FLASH中，然后再计算拷贝到SCM里面代码的CHECKSUM，将这两者进行比较，检验是否出错；五、上电时对eTPU数据区域(SDM)检测1)以升地址的方式，向偶地址RAM中写入0x55，向奇地址单元写入0xAA；2)校验写入的RAM空间，并以升地址的方式向偶地址中写入0xAA，向奇地址中写入0x55；3)校验写入的RAM空间，以升地址的方式向RAM空间中写入0x00；4)校验RAM空间中的内容，以降地址的方式向RAM空间写入0xFF；5)校验RAM空间中内容，以降地址的方式向RAM空间写入0x00；六、周期性的eTPU时间监控1)监控循环周期是100ms，计算每个表征10ms的TCR1值，转换成CPU的标准计数值，将其和CPU的10ms的表征计数值进行相减，以此类推一直到100ms结束，两个数据进行相减产生10个偏差值，T差1，T差2，T差3…T差10；2)比较这10个偏差值，得出最大的偏差值和最小偏差值；3)设置最大标准偏差阀值为50、最小标准偏差阀值为－50、100ms累计标准偏差阀值为500；4)在一个监控循环中若算出来的最大偏差值，大于给定的最大标准偏差阀值50，或者最小偏差值小于给定的最小标准偏差阀值‑50，则可以判断出eTPU时间计数有异常；5)将一个监控循环内的10个偏差值的绝对值累加起来，若超过给定的100ms累计标准偏差阀值500，也可以判断出eTPU时间计数有异常；七、问答通信监控1)监控芯片和主芯片是独立的时钟频率；2)主芯片和监控芯片拥有独立的错误计数器；3)针对某个问题的答案，其是由指令集测试和程序流检查各自产生一个局部答案，然后相加将这两个局部答案计算出最终的答案发送给监控芯片；4)问题和答案一一对应；5)主芯片和监控芯片的错误计数器的阀值都为7，当错误次数达到阀值时，关断电子节气门驱动信号和喷油驱动信号，系统复位；八、周期性的指令集测试1)首先检测监控芯片是否发送了新问题，即检查对应的状态标志位，若状态标志为是1，则代表功能模块接受到了一个新的问题，进入第2)步；若状态标志位是0，则进入第3)步；2)将新问题的状态标志位清0，并获取问题中关于指令集测试的信息，且将指令集测试对应的模块计数器赋值为1，这表明即将会运行第一个模块，另外还将各个模块对应的答案相加得出的中间变量清0；3)指令集对应的模块计数器值叠加，以便依次运行各个模块；当每个模块运行完毕计算出答案时，将这些答案相加并赋值给中间变量；检查指令集测试的模块是否运行完毕，若没有，则继续运行下一个模块并计算答案；若所有模块已经运行完毕，则进入第4)步；4)将中间变量赋值给指令集测试对应的局部答案变量，此变量值是作为最终主芯片发送给监控芯片答案的一部分；九、周期性的程序流检测程序流的监控循环为40ms，设置一个用来校验的原多项式P(X)和生成多项式G(X)，其中P(X)的初始值为0x99；生成多项式G(X)是一个数组，G(X)数组个数为16，设置的数分别为{0x11,0x21,0x31,0x41,0xA2,0xB2,0XC2,0XD2,0x33,0x43,0x53,0x63,0x24,0x34,0x44,0x54}，其每个值以及在数组的位置，是相应策略控制模块对应的值和执行的顺序；十、周期性的AD转换检测1)AD转换检测在10ms周期内运行；2)使用单独的一条ADC通道以供基准电压的信...

【技术特征摘要】
1.一种电子节气门芯片安全监控的软件实现方法，其特征在于包括以下步骤：
一、下电时关断路径测试
关断路径的测试每一个驾驶循环检测一次，关断路径的测试发生在下电过程中，关断路
径的测试包括主芯片对喷油和电子节气门的关断、监控芯片对喷油和电子节气门的关断两部
分；关断路径测试时的关断持续时间为35ms，关断路径测试过程中若有故障，其复位的最大
次数为7；
二、上电时对整个RAM的检测
RAM的上电测试在一个操作循环中只执行一次，
1)以升地址的方式，向偶地址RAM中写入0x55，向奇地址单元写入0xAA；
2)校验写入的RAM空间，并以升地址的方式向偶地址中写入0xAA，向奇地址中写入0x55；
3)校验写入的RAM空间，以升地址的方式向RAM空间中写入0x00；
4)校验RAM空间中的内容，以降地址的方式向RAM空间写入0xFF；
5)校验RAM空间中内容，以降地址的方式向RAM空间写入0x00；
三、系统正常运行时的RAM周期性检测
1)将要测试的RAM空间中的数据读出来，并存储到另外一片区域；
2)对RAM中写入0x55，读出RAM中的内容并校验是否是0x55；
3)对RAM中写入0xAA，读出RAM空间中的内容并校验是否为0xAA；
4)把数据重新拷贝回去RAM空间中；
四、上电时对eTPU代码区域(SCM)检测
首先计算出eTPU底层编译后产生的二进制代码数组的CHECKSUM，并将其事先存储在
一块FLASH中，然后再计算拷贝到SCM里面代码的CHECKSUM，将这两者进行比较，检验
是否出错；
五、上电时对eTPU数据区域(SDM)检测
1)以升地址的方式，向偶地址RAM中写入0x55，向奇地址单元写入0xAA；
2)校验写入的RAM空间，并以升地址的方式向偶地址中写入0xAA，向奇地址中写入0x55；
3)校验写入的RAM空间，以升地址的方式向RAM空间中写入0x00；
4)校验RAM空间中的内容，以降地址的方式向RAM空间写入0xFF；
5)校验RAM空间中内容，以降地址的方式向RAM空间写入0x00；
六、周期性的eTPU时间监控
1)监控循环周期是100ms，计算每个表征10ms的TCR1值，转换成CPU的标准计数值，

\t将其和CPU的10ms的表征计数值进行相减，以此类推一直到100ms结束，两个数据进行相减
产生10个偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建民，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34