一種基于fpga的看門狗復(fù)位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控服務(wù)中看門狗的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于FPGA的看門狗復(fù)位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]看門狗(Watch Dog Timer，簡稱WDT)的核心是看門狗定時(shí)器，看門狗定時(shí)器實(shí)際上是一個(gè)計(jì)數(shù)器，一般給看門狗定時(shí)器一個(gè)閾值，程序開始運(yùn)行后，看門狗開始倒計(jì)數(shù)；如果程序運(yùn)行正常，過一段時(shí)間就會收到一個(gè)復(fù)位信號，讓看門狗中的定時(shí)器重新開始倒計(jì)數(shù)。設(shè)置看門狗電路的主要目的是對于一些程序的潛在錯(cuò)誤和惡劣環(huán)境下干擾等因素而導(dǎo)致的系統(tǒng)死機(jī)，在無人干預(yù)的情況下能自動恢復(fù)系統(tǒng)正常工作狀態(tài)。
[0003]隨著計(jì)算機(jī)水平的發(fā)展，看門狗的應(yīng)用也更加廣泛，例如，在中國專利申請?zhí)枮镃N201210271617.8的中國專利申請中，公開了一種網(wǎng)絡(luò)看門狗及其實(shí)現(xiàn)方法，具體的技術(shù)方案是:至少一個(gè)與被監(jiān)控計(jì)算機(jī)對應(yīng)的看門狗控制器；處理模塊，用于當(dāng)所述看門狗控制器產(chǎn)生超時(shí)信號時(shí)，生成用來控制被監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)位上電操作的網(wǎng)絡(luò)復(fù)位包；網(wǎng)絡(luò)模塊，用于向與所述看門狗控制器對應(yīng)的被監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)送所述網(wǎng)絡(luò)復(fù)位包；并且網(wǎng)絡(luò)模塊還用于向被監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)請求包和接收被監(jiān)控計(jì)算機(jī)返回的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)答包；所述處理模塊還用于當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)模塊接收到被監(jiān)控計(jì)算機(jī)返回的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)答包，則向與所述被監(jiān)控計(jì)算機(jī)對應(yīng)的看門狗控制器進(jìn)行喂狗操作。處理模塊還用于設(shè)置看門狗控制器和與所述看門狗控制器對應(yīng)的被監(jiān)控計(jì)算機(jī)的IP地址之間的映射關(guān)系；所述網(wǎng)絡(luò)模塊則用于根據(jù)與看門狗控制器對應(yīng)的IP地址向被監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)送所述網(wǎng)絡(luò)復(fù)位包。因此，可以通過網(wǎng)絡(luò)看門狗實(shí)現(xiàn)多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的看門狗功能，能節(jié)省多個(gè)計(jì)算機(jī)的硬件成本。
[0004]發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有技術(shù)中的看門狗定時(shí)器的工作原理是:在微控單元(Micro controller unit,簡稱MCU)正常工作時(shí)，每隔一段時(shí)間輸出一個(gè)喂狗信號，給看門狗電路清零，如果超過規(guī)定的時(shí)間不喂狗，看門狗定時(shí)超時(shí)，就會給一個(gè)復(fù)位信號到MCU，使MCU復(fù)位，防止MCU死機(jī)；但是這類看門狗定時(shí)器的弊端在于，MCU在開發(fā)過程中會錯(cuò)誤復(fù)位，例如MCU在仿真過程中暫停，這時(shí)看門狗會誤判斷MCU死機(jī)，并對MCU進(jìn)行復(fù)位，從而導(dǎo)致MCU無法正常進(jìn)行仿真。
[0005]在中國專利申請?zhí)枮镃N201410298589.8的中國專利申請中，雖然公開了一種能夠讓看門狗的定時(shí)時(shí)間可控和看門狗功能也可控的技術(shù)方案:一種FPGA實(shí)現(xiàn)軟件編程器件可控看門狗功能的方法，包括:(I)FPGA上電復(fù)位，令看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器初值為0，進(jìn)入步驟(2) ;(2)判斷軟件編程器件是否打開了寫初值開關(guān)，若軟件編程器件打開了寫初值開關(guān)，則進(jìn)入步驟(3);若軟件編程器件沒有打開寫初值開關(guān)，則直接進(jìn)入步驟(5) ;(3)軟件編程器件根據(jù)數(shù)據(jù)處理周期計(jì)算看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器初值，F(xiàn)PGA讀取該初值并將初值鎖定，進(jìn)入步驟(4);所述數(shù)據(jù)處理周期與喂狗周期相同；(4)FPGA將從軟件編程器件中讀取的看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器初值賦給看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器，進(jìn)入步驟(5) ; (5)FPGA判斷軟件編程器件是否打開了看門狗使能，若軟件編程器件沒有打開看門狗使能，則直接結(jié)束；若軟件編程器件打開了看門狗使能，則進(jìn)入步驟(6) ; (6)FPGA中看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器根據(jù)FPGA的時(shí)鐘開始自動計(jì)數(shù)，進(jìn)入步驟(7) ;(7)FPGA判斷是否有軟件編程器件發(fā)出的喂狗信號，如果有喂狗信號，則利用喂狗周期來修改FPGA中的看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器初值，返回步驟(4);若沒有喂狗信號，則進(jìn)入步驟⑶；(8)FPGA判斷看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器是否計(jì)滿或者達(dá)到預(yù)設(shè)的固定值，若看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)上限為計(jì)數(shù)器上限且看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器沒有計(jì)滿，返回步驟(6);若看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)上限為計(jì)數(shù)器上限且看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器計(jì)滿，進(jìn)入步驟(9);若看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)上限為預(yù)設(shè)的固定值且看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器沒有達(dá)到預(yù)設(shè)的固定值，返回步驟￠);若看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)上限為預(yù)設(shè)的固定值且看門狗監(jiān)控計(jì)數(shù)器達(dá)到預(yù)設(shè)的固定值，進(jìn)入步驟(9);所述預(yù)設(shè)的固定值小于計(jì)數(shù)器上限；(9)FPGA產(chǎn)生給軟件編程器件復(fù)位的信號，返回步驟(4)。
[0006]發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，上述申請?zhí)枮镃N201410298589.8的中國專利申請中，雖然有講到可以讓看門狗看門功能可控的技術(shù)方案，但是對于如何通過軟件編程器件可控地打開或者關(guān)閉看門狗功能并沒有公開。因此，本領(lǐng)域人員迫切希望找到一種能夠智能、可靠地實(shí)現(xiàn)看門狗的看門功能打開或者關(guān)閉的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于FPGA具體實(shí)現(xiàn)對看門狗的看門功能打開或者關(guān)閉功能的技術(shù)方案，能夠有效避免看門狗對MCU錯(cuò)誤復(fù)位。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供一種基于FPGA的看門狗復(fù)位方法，其特征在于，包括:
[0009]一，初始化看門狗；
[0010]二，接收看門狗配置報(bào)文，并將配置報(bào)文轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，其中，所述看門狗配置報(bào)文中的數(shù)據(jù)通過最大似然判決法識別；
[0011]三，對步驟二中識別到的看門狗配置報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，當(dāng)檢測到幀起始位時(shí)，進(jìn)入看門狗配置報(bào)文數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；
[0012]四，將步驟三中接收的看門狗配置報(bào)文數(shù)據(jù)存儲至寄存器中，并且當(dāng)接收到此幀結(jié)束位時(shí)，此幀看門狗配置報(bào)文數(shù)據(jù)接收結(jié)束，返回至步驟三，重新準(zhǔn)備下一幀看門狗配置報(bào)文數(shù)據(jù)的接收；
[0013]五，在步驟四中接收到此幀結(jié)束位時(shí)，對此幀報(bào)文中的看門狗配置報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，判斷此幀看門狗配置報(bào)文中的數(shù)據(jù)中是否對應(yīng)有關(guān)閉看門狗功能的命令；如果沒有，則向看門狗復(fù)位信號發(fā)生器發(fā)出開啟看門狗功能的命令；如果有，則向看門狗復(fù)位信號發(fā)生器發(fā)出關(guān)閉看門狗功能的命令；
[0014]六，如果步驟五中，看門狗復(fù)位發(fā)生器接收到開啟看門狗功能的命令，繼續(xù)檢測復(fù)位信號發(fā)生器接收到的喂狗信號是否滿足復(fù)位的條件；如果是，復(fù)位信號發(fā)生器向MCU輸出復(fù)位信號；
[0015]如果步驟五中，看門狗復(fù)位發(fā)生器接收到關(guān)閉看門狗命令，則返回至步驟二。
[0016]因此，當(dāng)MCU處于仿真狀態(tài)下時(shí)，利用FPGA硬件平臺，通過對看門狗配置報(bào)文的解碼，可以準(zhǔn)確地控制看門狗功能進(jìn)行關(guān)閉；而1(^正常工作時(shí)，又可以通過對看門狗配置報(bào)文進(jìn)行解碼，讓看門狗功能開啟；并且在看門狗配置報(bào)文接收、解碼過程中，通過最大似然判決法識別看門狗配置報(bào)文的數(shù)據(jù)，提高了看門狗配置報(bào)文數(shù)據(jù)獲取、解碼過程中抗干擾的能力，使得看門狗配置報(bào)文數(shù)據(jù)的結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[0017]優(yōu)選地，步驟二中所述看門狗配置報(bào)文中的數(shù)據(jù)識別采用的最大似然判決法包括:將看門狗配置報(bào)文接收的時(shí)鐘配置為波特率的N倍，所述看門狗配置報(bào)文中的數(shù)據(jù)的每個(gè)位都會有N個(gè)采樣值，當(dāng)采樣值超過N/2次的電平邏輯值即為所述數(shù)據(jù)中相應(yīng)位的值。
[0018]優(yōu)選地，上述N倍為16倍，所述波特率為9600Bps ;所述看門狗配置報(bào)文接收的時(shí)鐘的分頻率系數(shù)為652，每個(gè)周期的前半段內(nèi)為高電平，每個(gè)周期的后半段為低電平。
[0019]因此，采用上述優(yōu)選的技術(shù)方案，更好地，保證了看門狗配置報(bào)文接收、解碼后數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0020]優(yōu)選地，對步驟六中喂狗信號的檢測方法包括:在喂狗信號檢測模塊中設(shè)置第一寄存器和第二寄存器，所述第一寄存器中的值滯后喂狗信號一個(gè)時(shí)鐘，所述第二寄存器滯后所述第一寄存器一個(gè)時(shí)鐘；如果在同一個(gè)時(shí)刻檢測到所述第一寄存器中的值和所述第二寄存器中的值不同，復(fù)位信號發(fā)生器中的計(jì)數(shù)器就開始計(jì)時(shí)。
[0021]優(yōu)選地，所述復(fù)位信號發(fā)生器中計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)后，判斷所述復(fù)位信號發(fā)生器中計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)時(shí)間；如果時(shí)間滿足看門狗變化時(shí)間，則將喂狗信號檢測模塊中的狀態(tài)寄存器置為看門狗信號處于正常的狀態(tài)；如果時(shí)間不滿足看門狗變化時(shí)間，則將喂狗信號檢測模塊中的狀態(tài)寄存器置為看門狗信號處于異常的狀態(tài)。
[0022]因此，可以讓看門狗功能可以更好地監(jiān)控MCU狀態(tài)，避免對MCU錯(cuò)誤復(fù)位的同時(shí)，能夠在正常情況下，準(zhǔn)確、及時(shí)地為MCU發(fā)出復(fù)位信號。
[0023]優(yōu)選地，所述復(fù)位信號發(fā)生器設(shè)置有狀態(tài)寄存器，計(jì)數(shù)器和復(fù)位信號發(fā)出模塊；所述所述復(fù)位信號發(fā)生器中狀態(tài)寄存器檢測到復(fù)位信號有效后，對計(jì)所述復(fù)位信號發(fā)生器中計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零。
[002