一种时序逻辑电路状态的监控装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种时序逻辑电路状态的监控装置，包括：状态转换检测 单元，计数器单元，门限器单元和比较器单元。本发明专利技术还同时公开了一种时 序逻辑电路状态的监控方法。本发明专利技术实施例的这种时序逻辑电路状态的监控 装置和方法，能够监测到时序逻辑电路的每一个工作状态，实现及时有效的 报错；本发明专利技术不需要利用CPU对电路状态进行监测，从而减轻了CPU处理 的负担，大大提高CPU的工作效率；同时，由于所述装置和方法能够有效 监测时序逻辑电路的工作状态，还进一步弥补了嵌入式系统中CPU无法全 程监控各外围电路工作状态的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种时序逻辑电路状态的监控 装置和方法。
技术介绍
随着计算机技术和软件技术的快速发展，嵌入式系统得到了快速的发 展，嵌入式系统的硬件结构和软件架构也越来越复杂。自然地，随着硬件结 构和软件架构复杂度的增加，出现运行错误的机率也在逐渐增加。现有的各种看门狗电路原理上大致相同，如图l所示，其中计数器，用于接收控制电路的控制脉沖，当所述控制脉沖表示开始计数 时，计数器从O开始计数；当所述控制脉沖表示复位操作时，所述计数器的 值被重新设置为起始值O,所述控制电路通常为中央处理单元(CPU);门限器，用于保存预先设定的门限值，例如可以设置为10;比较器，用于对计数器中的当前值和门限器中保存的门限值进行比较， 并将比较结果返回给控制电路；控制电路，用于根据返回的比较结果确定当前工作状态是否正常。基于上述原理，现有的看门狗电路可以对软件执行流程进行检测，现有 的包含看门狗电路的嵌入式系统中，CPU与看门狗电路通过总线相连，CPU 从系统的存储设备中读入各种软件程序进行执行，看门狗电路检测软件程序 执行流程的方法如图2所示，其中包括步骤201:在CPU读入软件程序进行初始化的过程中，CPU根据软件 程序中的代码对看门狗电路中的计数器单元进行复位操作一一即，将看门狗 中的计数器置初值0;步骤202:当软件程序初始化完成开始执行后，CPU通知看门狗电路中 的计数器同时开始从O起进行计数，所述计数器计数的频率与系统时钟频率 相关，且为固定值；步骤203:当程序在运行过程中由于异常错误或其他原因导致偏离正常 执行轨迹时，原本按照正常流程将被执行的对看门狗电路进行复位的代码无 法读入CPU,使得看门狗电路中的计数器 一 直持续进行计数；步骤204:看门狗电路中的门限器中，预先根据所述软件程序按照正常 流程运行所需要的时间配置有相应的门限值，当程序偏离正常轨迹时，计数 器中的值由于一直持续的计数最终会大于所述门限值，此时比较器单元根据 比较结果判断程序执行已经偏离了正常流程，看门狗电路产生报错信号通知 CPU,并由CPU对系统进行复位。可见，现有的看门狗电路能够实现对软件执行流程的监测。但对于嵌入 式系统，不仅软件执行流程会出现错误，硬件模块的硬件逻辑也同样有可能 出现执行异常。如果硬件逻辑出现异常，而软件的执行流程仍然处于正常流 程时，现有的看门狗电路则无法检测到硬件逻辑的异常。此外，现有看门狗电路只是一个监测单元，其完成监测的整个过程都需 要在CPU的控制下完成，这无疑会时常打断CPU的正常处理流程，从而降 低CPU的工作效率，并且增加CPU的处理负担。
技术实现思路
本专利技术提供，能够在不需要 CPU介入的情况下检测到硬件逻辑的执行异常。为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的 一种时序逻辑电路状态的监控装置，该装置包括状态转换检测单元，用于在检测到时序逻辑电路的状态机发生设定的状 态转换时，对计数器单元进行复位操作；计数器单元，用于执行计数操作并将计数器中的当前值送入比较器单元，当接收到状态转换检测单元的复位信号时，将计数器的当前值设置为O并重新开始计数；门限器单元，用于保存预先配置的门限值，并接受比较器单元的查询；比较器单元，用于对计数器单元发送的计数器的当前值和门限器单元中 保存的门限值进行比较，当计数器的当前值大于门限值时，上报出错信息并 对时序逻辑电路进行复位操作。所述状态转换检测单元，进一步用于预先配置门限器单元中的门限值， 且所述门限值等于所述时序逻辑电路的最大状态持续时间；或在每次对计数 器单元进行复位操作的同时配置门限器单元中的门限值，且所述门限值为所 述时序逻辑电路的目标状态持续时间。该装置中还包括主动复位单元，用于保存预先设定的至少一个时间点，当检测到系统时 钟到达所述时间点时，对计数器单元进行复位。一种时序逻辑电路状态的监控方法，所述时序逻辑电路状态监控的装置 包括计数器单元，状态转换检测单元和比较器单元，该方法包括A、 计数器单元从其复位后的起始值开始计数；B、 所述计数的值达到门限值之前，当状态转换检测单元检测到时序逻 辑电路的状态机发生设定的状态转换时，计数器单元执行复位操作并返回步 骤A;当所述计数的值大于门限值时，比较器单元生成出错信息后上报，对 时序逻辑电路执行复位操作。所述门限值为预先配置的数值，且所述门限值等于所述时序逻辑电路的 最大状态持续时间。所述门限值为上次状态监控电路复位时配置的值，且所述门限值为所述 时序逻辑电路的目标状态持续时间。所述时序逻辑电路状态监控的装置还包括主动复位单元，该方法还包括预先设定至少一个时间点，该时间点保存在主动复位单元中，当系统时钟到达所述设定的时间点时，主动复位单元执行复位操作。由上述的技术方案可见，本专利技术实施例的这种时序逻辑电路状态的监控 装置和方法，通过在检测到时序逻辑电路进行状态转换时对计数器单元进行 复位，使得一旦所述时序逻辑电路出现工作异常或错误导致无法进行设定的 状态转换时，计数器单元由于无法进行复位操作而持续计数，导致计数的值 最终大于预设的门限值，从而能够监测到时序逻辑电路的每一个工作状态，实现及时有效的报错；本专利技术不需要利用CPU对电路状态进行监测，从而 减轻了CPU处理的负担，大大提高CPU的工作效率；同时，由于所述装置 和方法能够有效监测时序逻辑电路的工作状态，还进一步弥补了嵌入式系统 中CPU无法全程监控各外围电路工作状态的缺点。附图说明图1为现有技术中看门狗电路的原理示意图。图2为现有技术中看门狗电路检测软件执行流程的方法示意图。图3为本专利技术实施例中时序逻辑电路状态的监控方法流程示意图。电路状态监控的流程示意图。图5为本专利技术实施例中时序逻辑电路状态的监控装置组成结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举 实施例，对本专利技术进一步详细"i兌明。众所周知，时序逻辑电路在正常工作时，是按照预先设定的状态机依次 进行状态的跳转一一前一状态执行完毕后，再自动跳转到下一个状态。例如 嵌入式系统中常见的数据传输电路，通常用于执行数据读取操作和数据写入 操作。以写入操作为例，对数据的写入操作以数据块(block)为单位，每 个block的写入操作需要历经等待、写入和效验三个状态才能完成；当一个block的写入操作顺利完成后，再进行下一个block的写入操作。基于上述说明，本专利技术提供一种时序逻辑电路状态的监控方法，其执行流程如图3所示，所述时序逻辑电路状态监控的装置包括计数器单元，状态 转换检测单元和比较器单元，所述方法包括步骤301:计数器单元从其复位后的起始值(通常为0)开始计数；步骤302:所述计数的值达到门限值之前，当状态转换检测单元检测到 时序逻辑电路的状态机发生设定的状态转换时，计数器单元执行复位操作并 返回步骤301;当所述计数器的值大于门限值时，比较器单元生成出错信息 后上报，并对时序逻辑电路执行复位操作。需要特别说明的是，所述当状态转换检测单元检测到时序逻辑电路的状 态机发生设定的状态转换，计数器单元执行复位操作是指如果状态转换检 测单元检测到时序逻辑电路的状态机的状态改变符合预先设定的执行轨迹， 则计数器单元执行复位操作；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时序逻辑电路状态的监控装置，其特征在于，该装置包括：　状态转换检测单元，用于在检测到时序逻辑电路的状态机发生设定的状态转换时，对计数器单元进行复位操作；　计数器单元，用于执行计数操作并将计数器中的当前值送入比较器单元，当接收到状态转换检测单元的复位信号时，将计数器的当前值设置为０并重新开始计数；　门限器单元，用于保存预先配置的门限值，并接受比较器单元的查询；　比较器单元，用于对计数器单元发送的计数器的当前值和门限器单元中保存的门限值进行比较，当计数器的当前值大于门限值时，上报出错信息并对时序逻辑电路进行复位操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马义方，
申请(专利权)人：炬力集成电路设计有限公司，
类型：发明
国别省市：44