專利名稱：微處理機(jī)故障記錄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在微處理機(jī)控制的系統(tǒng)中記錄故障分析數(shù)據(jù)的改進(jìn)方法和裝置。
微處理機(jī)系統(tǒng)通過執(zhí)行由硬件提供的復(fù)位信號觸發(fā)的復(fù)位序列開始操作。
微處理機(jī)復(fù)位序列使硬件和軟件的包含健康檢查過程的子系統(tǒng)初始化。微處理機(jī)健康檢查過程可以在硬件和/或軟件中實(shí)現(xiàn)。
硬件實(shí)現(xiàn)的過程可以是在微處理機(jī)部件內(nèi)整體的(例如對非法指令的檢查)，或者是外部的(例如對非法地址、存儲保護(hù)違章或監(jiān)視計(jì)時器計(jì)滿的檢查)。
軟件實(shí)現(xiàn)的過程可以用于檢驗(yàn)硬件的正確操作(例如ROM檢查總和測試)，或者檢驗(yàn)軟件的正確操作(例如數(shù)據(jù)邊界測試)。
硬件過程總是運(yùn)行和工作著的。軟件過程是不對地、有規(guī)律和頻繁地執(zhí)行，例如在總的可用微處理機(jī)時間的1％內(nèi)執(zhí)行。這可以包括限定被保護(hù)的和非法的存儲區(qū)域，以及復(fù)位系統(tǒng)監(jiān)視計(jì)時器。
微處理機(jī)開始由存儲在程序存儲器6中的指令所限定的正常操作。在正規(guī)的基礎(chǔ)上，健康檢查支配例如以下的活動
a)復(fù)位監(jiān)視計(jì)時器裝置；b)為了確定整個系統(tǒng)的健康狀態(tài)，測量或檢查監(jiān)界系統(tǒng)參數(shù)。這可以包括下面的一些活動計(jì)算和檢驗(yàn)RAM/ROM/EEPROM的檢查總和，檢驗(yàn)?zāi)承╊A(yù)期的事件已經(jīng)發(fā)生，檢驗(yàn)臨界系統(tǒng)數(shù)據(jù)或外圍設(shè)備的正確狀態(tài)等等；c)確認(rèn)存儲器和外圍設(shè)備的存取僅是針對合法的存儲地址。
只要健康檢查繼續(xù)指示該系統(tǒng)正在正常和正確地工作，就允許微處理機(jī)繼續(xù)執(zhí)行正常的指令序列。
如果許多系統(tǒng)健康檢查過程中的任何一個過程指示出現(xiàn)故障，就立即執(zhí)行特殊序列的指令，以便記錄盡可能多的關(guān)于該故障的信息。
在過去的系統(tǒng)中，將錯誤記錄信息記入微處理機(jī)系統(tǒng)的易失性存儲裝置中。
在公知的故障記錄裝置中，檢測出例如處理機(jī)閉鎖那樣的故障，就啟動被選數(shù)據(jù)在RAM中的記錄，這些數(shù)據(jù)指明在故障時與處理機(jī)相關(guān)聯(lián)的各種實(shí)體的狀態(tài)。上述信息能夠順序地從該RAM卸載，這樣就能夠分析故障時存在的狀態(tài)。然而因?yàn)镽AM是易失性的，如果將電路板從其電源上拔下來，或者如果由軟件故障的性質(zhì)所決定、或者因?yàn)橛卸鄠€故障，使得RAM被重寫，都會使信息丟失。例如，當(dāng)微處理機(jī)板是電信系統(tǒng)的一部分，而且該板因?yàn)橛泄收隙蝗∠聛磉M(jìn)行更換時，就可能產(chǎn)生上述情況。有故障的板被送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析和修理，但是當(dāng)該板被拔下來時，故障狀態(tài)數(shù)據(jù)就丟失了。
將故障數(shù)據(jù)存入RAM的另一個問題是微處理機(jī)可能裝有監(jiān)視計(jì)時器裝置。通過產(chǎn)生再引導(dǎo)信號，使處理機(jī)重新初始化，監(jiān)視計(jì)時器(WDT)響應(yīng)例如閉鎖處理機(jī)的循環(huán)條件這樣的處理機(jī)故障。在某些系統(tǒng)中，這可能導(dǎo)致存儲在RAM中的信息被擦除，或者臨界系統(tǒng)外圍設(shè)備的狀態(tài)被復(fù)位或者被重新初始化。
本說明書說明了一種微處理機(jī)故障記錄裝置，包括由通信總線連接到一非易失性存儲器和一健康檢查裝置的微處理機(jī)，非易失性存儲器的目的是存儲故障記錄信息的記錄，該故障記錄信息記錄微處理機(jī)的再起動歷史情況，其中健康檢查裝置的“錯誤輸出”被加到微處理機(jī)的第一輸入端，以便當(dāng)健康檢查輸出產(chǎn)生一錯誤信號時，使得指示與微處理機(jī)相關(guān)聯(lián)的各種實(shí)體狀態(tài)的狀態(tài)數(shù)據(jù)被記錄在非易失性存儲器中，該裝置包括延遲裝置，錯誤信號被加到該延遲裝置上，延遲裝置的輸出被加到微處理機(jī)的復(fù)位輸入端，延遲裝置的延遲足夠長，以允許在錯誤信號被加到微處理機(jī)的復(fù)位輸入端之前，將狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄在非易失性存儲器中。
狀態(tài)數(shù)據(jù)可以包括例如如下數(shù)據(jù)—故障種類(監(jiān)視器、非法指令、對受保護(hù)存儲器的存?。坏?—每種故障特有的關(guān)鍵數(shù)據(jù)變量—一星期中的某天或日期的時間
—微處理機(jī)和/或外圍設(shè)備寄存器—微處理機(jī)?；蛘咂湟徊糠帧诠收蠒r執(zhí)行的指令—在故障時執(zhí)行的應(yīng)用處理—在其中檢測出故障的源碼行號和文件名—在故障時執(zhí)行的版本標(biāo)識符或者軟件圖象—其他。
故障記錄包含寬范圍的各種各樣的信息，通過對這些信息的分析，可以確定故障的性質(zhì)是一種軟件故障還是一種硬件故障，并且可以盡可能唯一地識別引起故障的原因。在故障信息永久性記錄的情況下，當(dāng)系統(tǒng)被起動并且在工作中時，或者當(dāng)因?yàn)檎J(rèn)為有故障而將其退回修理時，都能夠查詢微處理機(jī)控制的系統(tǒng)的整個執(zhí)行歷史。非易失性存儲器被設(shè)計(jì)得足夠大，以包含大量的故障記錄，以便在微處理機(jī)被退回或者被查詢的情況下，就能夠確定精確的執(zhí)行歷史。


圖1是實(shí)施本發(fā)明的裝置的方框圖。
圖2是圖1中裝置的操作流程圖。
圖1示出了包括微處理機(jī)1的本發(fā)明實(shí)施例，微處理機(jī)1通過通信總線連接到一個例如EEPROM的非易失性存儲器2，并且連接到譯碼邏輯電路3，該譯碼邏輯電路3可以是微處理機(jī)1的一部分。來自譯碼邏輯電路3的輸出WD1和WD2通過WDT狀態(tài)機(jī)8加到WDT單穩(wěn)態(tài)電路4，并且WDT單穩(wěn)態(tài)電路4的輸出通過OR(或)邏輯電路10加到微處理機(jī)1的第一輸入端NM1(不可屏蔽中斷)，還通過延遲裝置5加到微處理機(jī)1的RESET(復(fù)位)輸入端。另外的指示例如一非法地址或者一硬件故障的故障狀態(tài)信號也加到OR邏輯電路10的輸入端。微處理機(jī)執(zhí)行程序存儲器6中規(guī)定的指令序列，其他的裝置，例如易失性或/和非易失性微處理機(jī)存儲器7也可以連接到通信總線上。
下面參見圖2說明圖1中裝置的操作。
微處理機(jī)1存取存儲在程序存儲器6中的一些應(yīng)用程序，并且當(dāng)完成一應(yīng)用程序時，微處理機(jī)執(zhí)行一個包含存儲在程序存儲器6中一特定地址處的健康檢查指令的內(nèi)務(wù)程序。在監(jiān)視時間更新代碼的情況下，WDT指令在譯碼器3中被譯碼，譯碼器3產(chǎn)生復(fù)位信號WD1，該復(fù)位信號WD1被提供給WDT單穩(wěn)態(tài)電路4。在正常的操作中，WDT單穩(wěn)態(tài)電路4具有一個處于第一狀態(tài)，例如低電平的輸出端RST。然而如果例如由于連續(xù)地執(zhí)行包含應(yīng)用程序的循環(huán)，而使處理機(jī)變成閉鎖狀態(tài)，因而導(dǎo)致不執(zhí)行WDT程序的話，WDT單穩(wěn)態(tài)電路超時，其輸出端PST就變成高電平狀態(tài)。
微處理機(jī)1通過不可屏蔽中斷輸入端NM1識別上述的狀態(tài)變化，這使得被選實(shí)體的狀態(tài)被存儲在非易失性存儲器EEPROM2的一個規(guī)定單元中。
然后信號RST被加到延遲裝置5，延遲裝置5產(chǎn)生加到微處理機(jī)1RESET輸入端的一個或多個復(fù)位脈沖。這就導(dǎo)致對微處理機(jī)再引導(dǎo)，但是故障記錄信息卻被保持在非易失性存儲器中。
該裝置使得故障狀態(tài)的連續(xù)記錄能夠存儲在例如EEPROM、磁盤、磁帶等非易失性存儲器中，每當(dāng)OR(或)邏輯電路產(chǎn)生一個錯誤信號，都增加一新的登記項(xiàng)。因?yàn)楣收嫌涗浽诜且资源鎯ζ髦?，所以能夠在現(xiàn)場將電路板拔下來，然后退回到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，而不會丟失數(shù)據(jù)或特定的應(yīng)用軟件。在現(xiàn)役的微處理器中，系統(tǒng)本身就能夠查詢其自己的錯誤記錄，然后將信息發(fā)送出去，用于遙控分析。
下面參見圖1和2說明故障記錄裝置的操作。
大多數(shù)微處理機(jī)都帶有一不可屏蔽中斷輸入端NM1。該中斷優(yōu)先于處理機(jī)正在執(zhí)行的任何程序，并且啟動一個特定的程序。在本發(fā)明中，NM1程序?qū)е挛⑻幚頇C(jī)將該系統(tǒng)的被選狀態(tài)的狀態(tài)報(bào)告記錄在EEPROM中。
圖2示出了從微處理機(jī)初始化該裝置的操作。
當(dāng)系統(tǒng)開始被通電時，產(chǎn)生硬復(fù)位，確保該系統(tǒng)置于一種規(guī)定的狀態(tài)。硬件和軟件子系統(tǒng)的初始化包括如下功能，例如，對外圍設(shè)備和易失性以及非易失性存儲器限定存儲器地址，還包括對這些特定功能的啟動或禁止。
微處理機(jī)開始運(yùn)行一預(yù)編程序的應(yīng)用，并且進(jìn)行常規(guī)的“健康檢查”，以便確保硬件和軟件是在正確地操作。如果健康檢查指明是正確操作，微處理機(jī)就返回來運(yùn)行其應(yīng)用程序。然而如果通過視計(jì)時器電路8、4，或者其他健康檢查裝置，檢測出故障，OR邏輯電路10就產(chǎn)生一個錯誤信號加到微處理機(jī)1的NM1輸入端，該微處理機(jī)被轉(zhuǎn)換至預(yù)定的故障狀態(tài)保存程序。
可以例如通過檢索下一可用故障記錄寄存器，來啟動故障狀態(tài)保存程序。如果在EEPROM中找到一個空的故障記錄寄存器，該微處理器就將該系統(tǒng)的特定狀態(tài)保存起來，接著等待硬復(fù)位計(jì)時器延遲周期屆滿，此后再啟動硬復(fù)位。
盡管以上結(jié)合本發(fā)明的較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能理解到，在不離開本發(fā)明的原理和精神范圍的前提下，可以對本發(fā)明進(jìn)行變化和變型。
權(quán)利要求
1.微處理機(jī)故障記錄裝置，包括由一通信總線連接到一非易失性存儲器和健康檢查裝置的微處理機(jī)，其中健康檢查裝置的“錯誤輸出”被加到微處理機(jī)的一第一輸入端，以便當(dāng)健康檢查輸出產(chǎn)生一錯誤信號時，使得指示與微處理機(jī)相關(guān)聯(lián)的各種實(shí)體狀態(tài)的狀態(tài)數(shù)據(jù)被記錄在該非易失性存儲器中，該裝置包括一延遲裝置，所述錯誤信號被加到該延遲裝置上，延遲裝置的輸出則被加到微處理機(jī)的復(fù)位輸入端，延遲裝置的延遲被設(shè)定得足夠長，以便允許在錯誤信號被加到微處理機(jī)的復(fù)位輸入端之前，將狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄在非易失性存儲器中。
2.如權(quán)利要求1中的故障記錄裝置，其特征在于所述健康檢查裝置包括硬件檢查裝置，響應(yīng)一種或多種被監(jiān)視硬件狀態(tài)的任可狀態(tài)中的故障指示，產(chǎn)生至少一個硬件故障信號；以及軟件檢查裝置，響應(yīng)一種或多種被監(jiān)視軟件狀態(tài)的任何狀態(tài)中的故障指示，產(chǎn)生至少一個軟件故障信號；該故障記錄裝置還包括從或邏輯運(yùn)算每種硬件故障信號和軟件故障信號中產(chǎn)生錯誤信號的或邏輯裝置。
3.如權(quán)利要求1或2中的故障記錄裝置，其特征在于，微處理機(jī)的所述第一輸入端是一不可屏蔽中斷輸入端。
4.在微處理機(jī)控制的系統(tǒng)中獲得非易失性故障記錄的方法，該微處理機(jī)控制的系統(tǒng)包括一個由一通信總線連接到一非易失性存儲器和健康檢查裝置的微處理機(jī)，該方法包括通過該健康檢查裝置監(jiān)視系統(tǒng)的操作，響應(yīng)由健康檢查裝置檢測出的故障而產(chǎn)生一錯誤信號，將該錯誤信號加到微處理機(jī)的不可屏蔽中斷輸入端，以啟動一故障狀態(tài)保存程序，在該程序中，微處理機(jī)使得被選系統(tǒng)參數(shù)的狀態(tài)存儲在非易失性存儲器中，當(dāng)執(zhí)行故障狀態(tài)保存程序時，延遲該錯誤信號，并且將該錯誤信號加到微處理機(jī)的復(fù)位輸入端，以便使得微處理機(jī)對該系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。
5.用于恢復(fù)和解釋通過權(quán)利要求4的方法而存儲在故障記錄中的信息的方法，以便確定每個存儲的故障的原因。
全文摘要
微處理機(jī)故障記錄裝置，包括用于檢測硬件和軟件故障的裝置3、4、8，產(chǎn)生加到微處理機(jī)1不可屏蔽中斷輸入端NM1的和通過延遲裝置5加到微處理機(jī)1之RESET輸入端的中斷信號。NM1輸入使微處理機(jī)1將被選系統(tǒng)參數(shù)的狀態(tài)存入非易失性存儲器2中故障記錄信息的記錄中，每當(dāng)產(chǎn)生NM1輸入信號，都存儲被選參數(shù)用于故障分析。延遲裝置5具有足夠長的延遲時間，以便在微處理機(jī)被復(fù)位之前，將被選參數(shù)存儲在存儲器2中。
文檔編號G06F11/07GK1115443SQ95101318
公開日1996年1月24日 申請日期1995年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月20日
發(fā)明者斯特凡·凱勒-圖保, 羅斯瑪麗·利吉特, 威納·戴奧, 約瑟夫·努爾, 彼德·非爾德 申請人:阿爾卡塔爾澳大利亞有限公司