一种基于X86架构的民用机载模块看门狗设计方法技术

本发明专利技术属于计算机通信技术领域，设计X86架构处理器平台，BIOS编码和逻辑设计的相关内容，针对X86架构平台在机载嵌入式环境中的应用，发明专利技术了一种新的看门狗使用方法，通过BIOS对BIOS进行编码，处理器GPIO类型配置成为SCI中断管脚；并根据机载嵌入式环境需要，在逻辑里对看门狗信号进行编码处理，对看门狗信号进行使能，触发中断信号。本发明专利技术解决了看门狗信号应用的灵活性和可配置型，为X86平台应用于机载嵌入式环境提供了方法。

A Design Method of Civil Airborne Module Watchdog Based on X86 Architecture

The invention belongs to the field of computer communication technology, and designs X86 architecture processor platform, BIOS coding and logic design related content. Aiming at the application of X86 architecture platform in airborne embedded environment, a new watchdog usage method is invented. BIOS is coded by BIOS, and the processor GPIO type is configured as SCI interrupt pin; and according to the needs of airborne embedded environment, in order to meet the needs of airborne embedded environment, a new watchdog usage method In logic, the watchdog signal is coded and processed, and the watchdog signal is enabled to trigger the interruption signal. The invention solves the flexibility and configurability of watchdog signal application, and provides a method for applying X86 platform to airborne embedded environment.

【技术实现步骤摘要】
一种基于X86架构的民用机载模块看门狗设计方法
本专利技术属于计算机通信
，涉及X86架构处理器电路和BIOS编码和逻辑编码相关内容。
技术介绍
大型客机C919信息系统-机载通用模块要求通过以太网接口实现数据获取、管理控制功能，支持Linux操作系统。可加载安全等级为E级的应用程序，如维护应用、加载应用、文件导入导出应用、航空公司的第三方应用等功能。根据机载产品的需求，现行的基于X86系统平台的设计方法，Watchdog作为通用处理器模块的看门狗，用于监视通用处理器的运行状态，当通用处理器出现无法响应或死机时，通过狗叫信号将通用处理器模块复位。当对通用处理器模块进行调试时，通过使能信号禁止Watchdog电路工作，使其不影响模块的调试。通用处理器的Watchdog电路支持对定时周期进行设置。当到达定时周期时，Watchdog电路将产生狗叫信号，该信号可以连接到模块的复位电路上，以复位模块。因此，为使模块能够正常工作，需要上层应用(例如BIT软件)在Watchdog电路产生狗叫信号前来对看门狗定时器进行清零。看门狗的定时周期一般为1s。在模块上电后，需要在系统引导程序中将Watchdog禁止掉或将Watchdog的定义周期调整到大于操作系统启动时间，以避免在操作系统启动时出现模块复位情况；同时需要在操作系统启动完毕后，及时使能Watchdog或调整Watchdog的定时周期，已达到对模块运行状态进行监视的目的。机载系统属于嵌入式系统，在BIOS中使能或禁止看门狗功能是不现实的，因为在机载系统中是没有显示界面(显示器)来进行BIOS配置，更不可能在系统启动的时候，飞机维护人员进入BIOS界面设置看门狗使能。在程序运行过程中，当应用程序出现跑飞的时候，程序仍然有自我纠错的能力，如果此时看门狗信号发出全局复位，会降低系统程序的工作效率。通用处理器模块在此处作为交换机使用，负责机载其他设备的信息交换和信息中转站的作用，如果在看门狗无法及时喂狗的情况下进入复位，会对整个机载电子系统造成极大的损害，这也是系统不允许出现的情况。为了解决这个问题，给出系统应用程序自我纠错的“机会”，同时“争取”时间给机上其他系统报告故障的时间，需要对看门狗的使用进行重新设计。
技术实现思路
：本专利技术目的为了解决X86架构平台的看门狗通用设计在机载嵌入式环境中应用的不可配置性，不灵活性，无法满足机载嵌入式环境的应用问题，本专利技术提出了一种基于X86架构平台的新的看门狗设计方法。本专利技术的技术解决方案一种基于X86架构的民用机载模块看门狗设计方法，其特征在于，通过BIOS对BIOS进行编码，处理器GPIO类型配置成为SCI中断管脚；并根据机载嵌入式环境需要，在逻辑里对看门狗信号进行编码处理，对看门狗信号进行使能，触发中断信号；其中，处理器GPIO类型配置成为SCI中断管脚具体实现为：a)首先对SIO上的WatchDog进行配置，设置WatchDog的使能和触发时间；b)对GPIO3进行配置，将GPIO3设置为GPIO信号方式，寄存器GPIO_USE_SEL，且为输入信号：寄存器GP_IO_SEL；由于WatchDog信号为低电平信号，当看门狗进行狗叫的时候，发出低脉冲信号，需要将信号状态翻转，寄存器GPI_INV；c)配置GPIO3的中断类型，设置为SCI中断，寄存器SCI_En；d)使能GPIO3事件，寄存器GPE0_EN，并通过GPIO3事件状态路由GPIO产生SCI中断，寄存器GPI_ROUT。所述的并根据机载嵌入式环境需要，在逻辑里对看门狗信号进行编码处理，对看门狗信号进行使能，触发中断信号，其具体实现为：a)将看门狗信号引入到逻辑器件中，同时将一路WDg使能离散量引入到逻辑中：使用P_Wdg＝Wgd:1？(E_Wdg＝1)；对看门狗进行使能；b)在逻辑芯片里做一个计时器，当Wdg信号连续出现三次低脉冲，P_rst＝0:1？(连续三次低脉冲)，系统复位信号就进入发出低脉冲，复位系统；c)将GPIO3配置成SCI中断。所述的触发中断服务程序，根据机载应用配置，满足机载需要。本专利技术具有的优点：1)通过编写BIOS代码实现，稳定性和可靠性好，可控制研发成本；2)根据实际需要来设置触发信号，这样在使用过程中特别灵活；3)本专利技术实用，主要工作在BIOS代码和逻辑代码部分，配置灵活，为X86架构平台提供了很好的借鉴。附图说明图1为本专利技术硬件背景示意图；图2为本专利技术看门狗使能部分设计示意图；图3为本专利技术运行机理示意图。具体实施方式：本专利技术具体实施例中，选用ATOM处理器，其Intel针对平板系统开发的一款处理器，其实时性较好，具体实现如下：1.设计方法1.1硬件设计硬件背景示意图如图1所示，本专利技术具体实现过程中，舍弃通用设计方法，不再将系统复位信号和看门狗信号相连。通过离散量对看门狗信号进行硬件使能，同时逻辑监控看门狗信号。设计原理如图2所示。a)将看门狗信号引入到逻辑器件中，同时将一路WDg使能离散量引入到逻辑中：使用P_Wdg＝Wgd:1？(E_Wdg＝1)；对看门狗进行使能；b)在逻辑芯片里做一个计时器，当Wdg信号连续出现三次低脉冲，P_rst＝0:1？(连续三次低脉冲)，系统复位信号就进入发出低脉冲，复位系统；c)将GPIO3配置成SCI中断。1.2软件设计对IO芯片上的WatchDog和处理器(处理器+桥片)上相应的寄存器进行状态配置。a)首先对SIO上的WatchDog进行配置，设置WatchDog的使能和触发时间；b)对GPIO3进行配置，将GPIO3设置为GPIO信号方式(寄存器GPIO_USE_SEL)，且为输入信号(寄存器GP_IO_SEL)；由于WatchDog信号为低电平信号(当看门狗进行狗叫的时候，发出低脉冲信号)需要将信号状态翻转(寄存器GPI_INV)；c)配置GPIO3的中断类型，设置为SCI中断(寄存器SCI_En)；d)使能GPIO3事件(寄存器GPE0_EN)，并通过GPIO3事件状态路由GPIO产生SCI中断(寄存器GPI_ROUT)；1.3实现机理运行机理如图3所示。当通过离散量的状态来使能看门狗信号。当系统程序出现错误(仍然拥有自我纠错能力)的时候，看门狗信号触发SCI中断，应用程序进行自我修复；当出现系统彻底“死机”状态，逻辑对看门狗进行计时，如果出现连续三次无法“喂狗”情况，逻辑器件发出系统复位信号，复位整个系统。这样的设计实现了看门狗硬件使能，同时既根据程序“出错”的等级给出系统不同处理方式，符合机载通信设备的需求特点。本专利技术是基于X86架构平台，专门面向机载应用的一种设计方法；本专利技术稳定可靠，实用性强，对于其他X86架构平台在机载嵌入式场景应用中具有很好的借鉴价值；本专利技术已经应用到大型客机C919信息系统上，经过了使用验证，稳定可靠；申请对该专利技术进行保护。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于X86架构的民用机载模块看门狗设计方法，其特征在于，通过BIOS对BIOS进行编码，处理器GPIO类型配置成为SCI中断管脚；并根据机载嵌入式环境需要，在逻辑里对看门狗信号进行编码处理，对看门狗信号进行使能，触发中断信号；其中，处理器GPIO类型配置成为SCI中断管脚具体实现为：a)首先对SIO上的WatchDog进行配置，设置WatchDog的使能和触发时间；b)对GPIO3进行配置，将GPIO3设置为GPIO信号方式，寄存器GPIO_USE_SEL，且为输入信号：寄存器GP_IO_SEL；由于WatchDog信号为低电平信号，当看门狗进行狗叫的时候，发出低脉冲信号，需要将信号状态翻转，寄存器GPI_INV；c)配置GPIO3的中断类型，设置为SCI中断，寄存器SCI_En；d)使能GPIO3事件，寄存器GPE0_EN，并通过GPIO3事件状态路由GPIO产生SCI中断，寄存器GPI_ROUT。

【技术特征摘要】
1.一种基于X86架构的民用机载模块看门狗设计方法，其特征在于，通过BIOS对BIOS进行编码，处理器GPIO类型配置成为SCI中断管脚；并根据机载嵌入式环境需要，在逻辑里对看门狗信号进行编码处理，对看门狗信号进行使能，触发中断信号；其中，处理器GPIO类型配置成为SCI中断管脚具体实现为：a)首先对SIO上的WatchDog进行配置，设置WatchDog的使能和触发时间；b)对GPIO3进行配置，将GPIO3设置为GPIO信号方式，寄存器GPIO_USE_SEL，且为输入信号：寄存器GP_IO_SEL；由于WatchDog信号为低电平信号，当看门狗进行狗叫的时候，发出低脉冲信号，需要将信号状态翻转，寄存器GPI_INV；c)配置GPIO3的中断类型，设置为SCI中断，寄存器SCI_En；d)使能GPIO3事件，寄存器GPE...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志川，窦爱萍，刘硕，封安，姚彬，隽鹏辉，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61