一种基于X86架构的民用机载模块看门狗设计方法与流程

本发明属于计算机通信技术领域，涉及x86架构处理器电路和bios编码和逻辑编码相关内容。

背景技术：

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。

技术实现要素：

本发明目的

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，本发明提出了一种基于x86架构平台的新的看门狗设计方法。

本发明的技术解决方案

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。

本发明具有的优点：

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)本发明实用，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为本发明硬件背景示意图；

图2为本发明看门狗使能部分设计示意图；

图3为本发明运行机理示意图。

具体实施方式：

本发明具体实施例中，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，本发明具体实现过程中，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。

本发明是基于x86架构平台，专门面向机载应用的一种设计方法；本发明稳定可靠，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；本发明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；申请对该发明进行保护。