用于嵌入式系统的看门狗电路技术方案

本发明专利技术提出了一种在嵌入式硬件系统中用作看门狗的电路。该电路包括：看门狗单元（210）；唤醒信号产生单元（220），其响应于一个使能信号（S2）而选择性地将唤醒时钟信号（S1）或者来自系统（SYS）的正常唤醒信号（S4）作为所述唤醒信号（S5）馈送到所述看门狗单元（210）；唤醒控制单元（240），产生在系统启动时段（T1）内为有效值的所述使能信号（S2）；其中，所述唤醒信号产生单元（220）在所述使能信号（S2）有效时，使得所述唤醒时钟信号（S1）作为所述唤醒信号（S5）馈送到所述看门狗单元（210）。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了一种在嵌入式硬件系统中用作看门狗的电路。该电路包括：看门狗单元（210）；唤醒信号产生单元（220），其响应于一个使能信号（S2）而选择性地将唤醒时钟信号（S1）或者来自系统（SYS）的正常唤醒信号（S4）作为所述唤醒信号（S5）馈送到所述看门狗单元（210）；唤醒控制单元（240），产生在系统启动时段（T1）内为有效值的所述使能信号（S2）；其中，所述唤醒信号产生单元（220）在所述使能信号（S2）有效时，使得所述唤醒时钟信号（S1）作为所述唤醒信号（S5）馈送到所述看门狗单元（210）。【专利说明】用于嵌入式系统的看门狗电路
本专利技术总体涉及嵌入式硬件系统，尤其涉及一种嵌入式硬件系统中使用的看门狗电路。
技术介绍
看门狗(Watchdog，简称WD)实际上是一种计时器，通常用于监控一个软件系统或嵌入式硬件系统中的程序是否运行正常。如果系统的程序正常运行，则系统能够在WD所计时的预定时间段(或称WD复位超时时限(tTO))内向WD发送唤醒(waking)信号(俗称“喂狗(feeding)”信号)(例如，下降沿或上升沿)，使得WD复位并重新计时。相反，如果在该WD复位超时时限内系统因程序故障未能及时发出唤醒信号，则WD会因其计时器超时而发出复位信号，从而强制系统重启，以此防止系统死机或进入死循环。一般情况下，WD可以用硬件来实现，也可以用软件来实现。图1示例性地示出了在嵌入式硬件系统中WD用硬件实现的情况。在图1中，W)为一个硬件计时芯片(例如MAX6366或者类似的WD芯片)，其输入端WDI接收来自系统SYS的一个I/O接口(或者系统SYS的扩展I/O接口)的唤醒信号S4，其输出端RST连接到系统SYS的复位端RESET。嵌入式硬件系统SYS上运行有应用程序,且应用程序烧录在存储单元(例如flash)中。应用程序中包含有所谓唤醒代码，其能够周期性地(在WD复位超时时限内)从系统SYS的I/O接口向WDI端发出有效的唤醒信号S4。当WDI端的唤醒信号S4有效时，WD复位并重新计时，WD的RST端输出无效信号。相反，若WDI端的唤醒信号持续无效、导致WD超时，则RST端输出有效复位信号，例如维持一个复位周期(tKP)的低电平。RST端的有效复位信号能够使得系统SYS重启，从而防止系统进入异常状态，比如进入死循环或跑飞。在图1中，为了防止WD超时，需要在系统SYS上运行的应用程序中的各个不同的程序段内均需嵌入用于唤醒WD的唤醒代码。系统SYS每次执行该唤醒代码，都会从其I/O口向WD的WDI端发送有效的唤醒信号S4，从而保证WD不超时。如果系统SYS上的程序出现异常，则无法及时运行唤醒代码，并由此导致WD超时，进而系统SYS被迫重启。系统SYS启动或重启时，即，在系统SYS上的应用程序运行之前，系统SYS会经历一个系统引导和系统初始化过程，这一过程统称为系统启动过程。系统启动过程通常需要持续数秒，这一启动时间一般长于现有WD芯片的WD超时时段。因此，如果在系统启动过程中不发出唤醒信号，则系统将因WD超时而一直重启，最终导致系统启动失败。为解决系统启动期间的WD唤醒问题，现有的一种解决方案是在系统的底层功能模块中也嵌入WD唤醒代码。例如，将唤醒代码嵌入到引导-装载程序、驱动程序、操作系统初始化模块中等等。然而，在实际应用中，诸如驱动程序的底层功能模块通常由独立的供应商来提供，一般情况下应用程序开发者不需要也没有能力修改底层功能模块的代码，因为修改底层功能模块很可能导致底层功能的错误，并且增加应用层开发者不必要的工作量。考虑到这一点，现有技术中还需要一种能够无需修改系统SYS的底层功能即可实现WD唤醒的硬件实现方法和装置。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种用于在嵌入式硬件系统中看门狗(WD)的解决方案。采用这种方案，在系统启动期间WD依然能够被唤醒，而无需在系统底层功能中嵌入额外的代码。根据本专利技术一个方面，本专利技术提出了一种在嵌入式硬件系统中用作看门狗的电路，包括:看门狗单元，其在上电后或响应于输入的有效唤醒信号而开始计时，且在看门狗复位超时时限到期后，输出一复位信号；唤醒信号产生单元，响应于一个使能信号而选择性地将唤醒时钟信号或者来自系统的正常唤醒信号作为所述唤醒信号馈送到所述看门狗单元；唤醒控制单元，产生用于所述唤醒信号产生单元的所述使能信号，所述使能信号设置成在系统启动时段为有效；其中，所述唤醒时钟和正常唤醒信号的周期短于所述看门狗复位超时时限，而且所述唤醒信号产生单元在所述使能信号有效时，使得所述唤醒时钟信号作为所述唤醒信号馈送到所述看门狗单元。优选地，所述唤醒控制单元响应于来自所述看门狗单元的复位信号，而生成所述使能信号。更为优选地，所述系统启动时段为大约1分钟。尤为优选地，所述唤醒控制单元包括一个单次定时器，其响应于所述复位信号而计时一个系统启动时段。在本专利技术一个实施例中，优选地，所述使能信号(S2)还在嵌入式硬件系统的固件更新时段为有效值。在本专利技术一个实施例中，当所述使能信号为高电平有效时，所述唤醒信号产生单元包括:与非门，对所述使能信号和所述唤醒时钟执行与非逻辑操作，并生成第一中间信号；或门，对所述使能信号和所述正常唤醒信号执行或逻辑操作，并生产第二中间信号；与门，对所述第一和第二中间信号执行与逻辑操作，从而得到所述唤醒信号。优选地，其中，所述唤醒控制单元还包括配置电路，其在所述固件更新时段内将所述使能信号置为有效值。更为优选地，所述配置电路包括跳线。除了根据本专利技术提出的WD电路，还优选地可以在固件更新时段同样保持WD不超时。而且，对于固件更新时段而言，无需增加额外的唤醒电路或唤醒信号，而仅仅是通过更改跳线，即可实现系统启动模式与固件更新模式之间的切换。参考以下结合附图对本专利技术各实施例的详细描述，本专利技术的上述方面和优点将会更加清晰明了。【专利附图】【附图说明】以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中，图1是现有的用于嵌入式硬件系统中的WD的示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的W)电路的框图；图3是根据本专利技术另一个实施例的WD电路的原理图；图4A是图2、图3所示电路在系统启动过程中各个信号的波形图；图4B是图2、图3所示电路在固件更新过程中各个信号的波形图。图5是根据本专利技术又一个实施例的WD电路的原理图；图6是图5所示电路中唤醒控制单元540中的信号波形图。【具体实施方式】为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】【附图说明】本专利技术的【具体实施方式】。鉴于图1所示的看门狗电路的缺陷，本专利技术的专利技术人提出了一种新型的看门狗(WD)电路。这种WD电路能够在系统SYS启动时段(或者优选还在固件更新时段)自动给WD芯片输送有效的唤醒信号，以维持WD不超时，而在系统SYS上的应用程序接管系统之后，继续由应用程序中的唤醒代码在系统SYS的I/O 口上产生的唤醒信号S4来维持WD不超时。图2示例性地示出了根据本专利技术一个实施例的WD唤醒装置200的框图。如图2所示，WD唤醒装置200包括WD单元210、唤醒信号产生单元220、唤醒时钟230以及唤醒控制单元240。WD单元210的结构和工作原理与图1所示W本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在嵌入式硬件系统中用作看门狗的电路，包括：看门狗单元（210，U1），其在上电后或响应于输入的有效唤醒信号（S5）而开始计时，且在看门狗复位超时时限（tWD）到期后，输出一复位信号（S8）；唤醒信号产生单元（220、320、520），响应于一个使能信号（S2）而选择性地将唤醒时钟信号（S1）或者来自系统（SYS）的正常唤醒信号（S4）作为所述唤醒信号（S5）馈送到所述看门狗单元（210，U1）；唤醒控制单元（240、340、540），产生用于所述唤醒信号产生单元的所述使能信号（S2），所述使能信号（S2）设置成在系统启动时段（T1）为有效；其中，所述唤醒时钟（S1）和正常唤醒信号（S4）的周期短于所述看门狗复位超时时限，而且所述唤醒信号产生单元（220、320、520）在所述使能信号（S2）有效时，使得所述唤醒时钟信号（S1）作为所述唤醒信号（S5）馈送到所述看门狗单元（210、U1）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡喜，卓越，
申请(专利权)人：西门子电力自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32