JP2006343892A - Circuit for monitoring operation of cpu - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CPUの動作監視回路に係り、特にウォッチドッグタイマ(WDT)方式による異常検出回路に関する。 The present invention relates to an operation monitoring circuit of a CPU, and more particularly to an abnormality detection circuit using a watch dog timer (WDT) system.
ディジタル形保護継電器など、制御用コンピュータを中枢部として各種のディジタル処理機能を実現する装置は、CPUの正常な動作を監視する方式として、ウォッチドッグタイマ方式がある(例えば、特許文献1参照)。この方式は、一定時間でタイムアップするタイマに対し、CPUが正常なときにはタイマのタイムアップ時間内にリセット信号を出力し、このリセット信号によりタイマを再トリガすることでタイマのタイムアップを抑止し、CPUがリセット信号を出力できない異常発生時にはタイマがタイムアップし、このタイムアップをCPUの動作異常出力として得る。 An apparatus that implements various digital processing functions using a control computer as a central part, such as a digital protective relay, has a watchdog timer system as a system for monitoring normal operation of a CPU (see, for example, Patent Document 1). In this method, when the CPU is normal, a reset signal is output within the timer time-up time, and the timer is re-triggered by this reset signal to suppress the timer time-up. When an abnormality occurs in which the CPU cannot output a reset signal, the timer times out, and this time up is obtained as an abnormal operation output of the CPU.
図4は従来の動作監視回路を示す。ウォッチドッグタイマ回路1は、タイマ用コンデンサ2が一定レベルまで充電される時間を時限とし、この時間内にCPU3からリトリガ信号が与えられたときにはコンデンサ2をリセットし、時間内にリトリガ信号が与えられないときにCPU3の異常検出信号を得る。異常検出信号はホトカプラなどの光絶縁回路4を通して異常出力回路5のトリガ信号にされ、異常出力回路5ではタイマ用コンデンサ6による時限だけ動作抑止されて異常出力を得る。
FIG. 4 shows a conventional operation monitoring circuit. The
ここで、CPU用電源7はCPU3側の直流電源とし、異常出力用電源8は異常出力回路5側の直流電源とした分離構成とし、CPU3がその電源電圧低下でリトリガ信号を発生できない場合にも異常出力回路5が異常出力を発生できるようにしている。この電源の分離構成においては、装置の運転/停止に際して、CPU用電源7と異常出力用電源8の立上がり/立下りのタイミングの違いによって、誤って異常出力がなされないようタイマ用コンデンサ6による異常出力回路5の動作を抑止する。すなわち、タイマ用コンデンサ6は異常検出信号が誤って発生されたときの誤動作防止用タイマになる。
Here, the
図5は、図4の具体的な回路構成であり、同等の部分は同一符号で対応つけて示す。ウォッチドッグタイマ回路1は、CPU3からリトリガ信号が与えられない期間にはトランジスタQ1のオフ状態でタイマ用コンデンサ2を充電し、この充電電圧はバッファアンプBUFを介してコンパレータCOMで監視し、一定電圧に達したとき、つまりCPU3からリトリガ信号が与えられないままになったとき、コンパレータCOMから異常検出信号を発生する。異常出力回路5は、トランジスタQ2のオンによってフォトMOSから異常出力を得る。このトランジスタQ2のベースにはタイマ用コンデンサ6を設け、このコンデンサ6が充電完了するまでは、絶縁回路4を通した異常検出信号によって誤動作するのを防止する。例えば、装置運転開始において、電源8が電源7よりも先に電圧確立した場合にも、コンデンサ6が充電完了するまでは誤って異常出力を発生となるのを防止する。
上記のように、装置の運転/停止に際して、CPU用電源7と異常出力用電源8の立上がり/立下りのタイミングの違いによって、誤って異常出力がなされないよう、タイマ用コンデンサ6に大容量の電解コンデンサを設け、その時限を十分に長くして誤動作を防止することになる。
As described above, when the device is operated / stopped, the timer capacitor 6 has a large capacity so that an abnormal output is not mistakenly caused by a difference in the rise / fall timing of the
このため、CPU側と異常出力回路側の両方にタイマ用コンデンサ2,6を必要とし、特にタイマ用コンデンサ6の大容量コンデンサが実装スペースの大型化、コストアップを招くという問題がある。
For this reason,
本発明の目的は、ウォッチドッグタイマ方式において、タイマ用コンデンサの必要個数の半減および小容量化によって、省スペース化とコストダウンを図ったCPUの動作監視回路を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a CPU operation monitoring circuit that saves space and reduces costs by halving the required number of timer capacitors and reducing the capacity in the watchdog timer system.
本発明は、前記の課題を解決するため、ウォッチドッグタイマ回路は異常出力用電源側に設け、ウォッチドッグタイマ回路では1つの小容量コンデンサを使用して、ウォッチドッグタイマ用と誤動作防止タイマ用で兼用できるようにしたもので、以下の構成を特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a watchdog timer circuit on the power supply side for abnormal output, and the watchdog timer circuit uses one small capacitor for the watchdog timer and the malfunction prevention timer. It can be used in combination, and has the following configuration.
(1)CPUからリトリガ信号が一定時間内に出力されないときに、ウォッチドッグタイマ回路がCPUの異常として判定するCPUの動作監視回路であって、
前記CPUは、CPU用電源を電源とし、正常時には定期的に前記リトリガ信号を出力する構成とし、
前記ウォッチドッグタイマ回路は、異常出力用電源を電源とし、前記リトリガ信号がタイマ用コンデンサで設定する異常判定の時限内に入力されないときにCPUの異常と判定して異常出力を得る構成としたことを特徴とする。
(1) A CPU operation monitoring circuit that determines that the watchdog timer circuit determines that the CPU is abnormal when a retrigger signal is not output from the CPU within a certain period of time,
The CPU is configured to use a power source for CPU as a power source, and periodically output the retrigger signal when normal.
The watchdog timer circuit is configured to use a power supply for abnormal output as a power source, and to determine that the CPU is abnormal and obtain an abnormal output when the retrigger signal is not input within the time limit for abnormality determination set by the timer capacitor. It is characterized by.
(2)前記CPUからのリトリガ信号は、光または電気的に絶縁して前記ウォッチドッグタイマ回路側に入力する絶縁回路を設けたことを特徴とする。 (2) The retrigger signal from the CPU is provided with an insulating circuit that is optically or electrically insulated and input to the watchdog timer circuit side.
以上のとおり、本発明によれば、ウォッチドッグタイマ回路は異常出力用電源側に設け、ウォッチドッグタイマ回路では1つの小容量コンデンサを使用して、ウォッチドッグタイマ用と誤動作防止タイマ用で兼用できる構成としたため、以下の効果がある。 As described above, according to the present invention, the watchdog timer circuit is provided on the power supply side for abnormal output, and the watchdog timer circuit can be used for both the watchdog timer and the malfunction prevention timer by using one small capacitor. The configuration has the following effects.
(1)ウォッチドッグタイマと誤動作防止タイマを兼ねた1つのタイマ用コンデンサを設けることで済み、コンデンサの必要個数を半減できる。 (1) It is only necessary to provide one timer capacitor that serves both as a watchdog timer and a malfunction prevention timer, and the required number of capacitors can be halved.
(2)ウォッチドッグタイマ回路を異常出力用電源側に設けるため、該電源が確立しない場合でも異常検出が可能である。 (2) Since the watchdog timer circuit is provided on the power supply side for abnormal output, abnormality detection is possible even when the power supply is not established.
(実施形態1)
図1は、本実施形態を示すCPUの動作監視回路図であり、図4と同等のものは同一符号で示す。CPU3は、CPU用電源(+5V)7を電源とし、その電源確立で動作を開始し、定期的にリトリガ信号を出力する。一方、ウォッチドッグタイマ回路1は、異常出力用電源(+12V)8を電源とし、その電源確立で動作を開始し、タイマ用コンデンサ2のタイマ時間内にCPU3からリトリガ信号が与えられるか否かによって異常の有無を判定する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an operation monitoring circuit diagram of a CPU showing the present embodiment, and the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. The
コンデンサカップリング回路9は、CPU3から出力されるリトリガ信号の信号レベルと、ウォッチドッグタイマ回路1に入力されるリトリガ信号の信号レベルの違いを吸収、すなわち電源7,8の直流電圧の違いによる信号レベルの違いを吸収するためのレベルシフト回路を実現するものであり、小容量のコンデンサと抵抗回路により実現される。
The
ウォッチドッグタイマ回路1は、タイマ用コンデンサ2のタイマ時間内にCPU側からリトリガ信号が入力される毎にタイマ用コンデンサ2のリセットを行い、この時間内にリトリガ信号が入力されない場合に異常発生と判定する。
The
図2、図1の具体的な回路構成であり、同等の部分は同一符号で対応つけて示す。コンデンサカップリング回路9は、CPU3からのリトリガ信号をパスできる小容量のコンデンサと抵抗Rで構成する。ウォッチドッグタイマ回路1は、電源8の電源確立によって動作開始し、この動作開始でタイマ用コンデンサ2の充電を開始し、CPU3側からリトリガ信号が出力される度にトランジスタQ1がオン動作し、タイマ用コンデンサ2をリセットする。タイマ用コンデンサ2の充電電圧はバッファアンプBUFを通してコンパレータCOMで監視し、一定電圧まで充電されたときにフォトMOS、またはフォトカプラ等から異常出力を発生する。
It is a concrete circuit configuration of FIG. 2 and FIG. 1, and an equivalent part is matched and shown with the same code | symbol. The
したがって、本実施形態によれば、CPU3側ではウォッチドッグタイマのリトリガ信号の出力のみとし、ウォッチドッグタイマ回路1ではウォッチドッグタイマと誤動作防止用タイマを兼ねた1つのタイマ用コンデンサ2を設けることで済む。
Therefore, according to the present embodiment, only the retrigger signal output of the watchdog timer is output on the
(実施形態2)
図3は本実施形態を示すCPUの動作監視回路図であり、図1と異なる部分は、CPU側とウォッチドッグタイマ回路側との間に絶縁回路を介在させ、CPU側とウォッチドッグタイマ回路側の絶縁を確実にした点にある。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is an operation monitoring circuit diagram of the CPU showing the present embodiment. The difference from FIG. 1 is that an insulating circuit is interposed between the CPU side and the watchdog timer circuit side, and the CPU side and the watchdog timer circuit side. It is in the point of ensuring the insulation of.
この絶縁回路として、図4と同様に、光絶縁回路4を設け、CPU3からのリトリガ信号は光絶縁回路4を通してコンデンサカップリング回路9に入力する。
As the insulating circuit, an
なお、光絶縁回路4はホトカプラ又はフォトMOSで実現されるが、絶縁用パルストランスを使用した電気的絶縁回路とすることもできる。
The
1 ウォッチドッグタイマ回路
2 タイマ用コンデンサ
3 CPU
4 光絶縁回路
5 異常出力回路
6 タイマ用コンデンサ
7 CPU用電源
8 異常出力用電源
9 コンデンサカップリング回路
1
4
Claims (2)
前記CPUは、CPU用電源を電源とし、正常時には定期的に前記リトリガ信号を出力する構成とし、
前記ウォッチドッグタイマ回路は、異常出力用電源を電源とし、前記リトリガ信号がタイマ用コンデンサで設定する異常判定の時限内に入力されないときにCPUの異常と判定して異常出力を得る構成としたことを特徴とするCPUの動作監視回路。 An operation monitoring circuit for a CPU that determines that a watchdog timer circuit is abnormal in a CPU when a retrigger signal is not output from the CPU within a predetermined time;
The CPU is configured to use a power source for CPU as a power source, and periodically output the retrigger signal when normal.
The watchdog timer circuit is configured to use a power supply for abnormal output as a power source, and to determine that the CPU is abnormal and obtain an abnormal output when the retrigger signal is not input within the time limit for abnormality determination set by the timer capacitor. CPU operation monitoring circuit characterized by the above.
2. The operation monitoring circuit for a CPU according to claim 1, further comprising an insulating circuit that inputs the retrigger signal from the CPU to the watchdog timer circuit side after being optically or electrically insulated.
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JPH11272504A (en) * | 1998-03-20 | 1999-10-08 | Tokai Rika Co Ltd | Computer monitoring device |
WO2001044913A1 (en) * | 1999-12-15 | 2001-06-21 | Hitachi, Ltd. | Interface device and information processing system |
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