DE19601804A1

DE19601804A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer elektronischen Recheneinheit

Info

Publication number: DE19601804A1
Application number: DE19601804A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Phys Pientka; Hans Dipl Ing Meier; Henry Dipl Ing Blitzke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 1997-07-24
Also published as: EP0815511B1; JPH11502352A; US6003140A; EP0815511A1; WO1997026598A1; DE59705947D1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Recheneinheit, bei dem nach einer Initialisierung der Recheneinheit bei einem Aus bleiben oder Abfall der Versorgungsspannung von einer Spannungsüberwa chungseinrichtung an die Recheneinheit ein Reset-Signal abgegeben und der Betriebszustand der Recheneinheit nach Auftreten des Reset-Signals durch Vergleich eines Inhalts einer flüchtigen Speichereinrichtung mit einem fest vorgegebenen Code überprüft wird und eine Entscheidung bezüglich des weite ren Steuerungsablaufs getroffen wird bzw. eine Vorrichtung zum Überwachen einer elektronischen Recheneinheit, die mindestens eine flüchtige Speicherein richtung mit einem bei einer Initialisierung eingeschriebenen Code aufweist, mit einer Spannungsüberwachungseinrichtung, mit der beim Ausbleiben oder Abfal len einer von einer Spannungsquelle bereitgestellten Versorgungsspannung unter einen vorgegebenen Spannungspegel ein Reset-Signal für die Recheneinheit erzeugbar ist, mit einer Vergleichereinrichtung, mit der feststellbar ist, ob der in der flüchtigen Speichereinrichtung nach dem Reset-Signal vorhan dene Inhalt mit einem dem eingeschriebenen Code entsprechenden vorgegebe nen Code übereinstimmt, und mit einer Entscheidungseinrichtung zur Abgabe von Signalen auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses.

Ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung dieser Art ist in der EP 0 163 670 B1 als bekannt ausgewiesen. Bei diesem bekannten Verfahren bzw. dieser bekannten Vorrichtung wird ein Reset-Signal für eine Recheneinheit ausgelöst, wenn eine Störung der Spannungsversorgung auftritt oder wenn die Recheneinheit keine Signale abgibt. In dem Falle, daß die Recheneinheit keine Signale abgibt, spricht eine externe Überwachungseinrichtung in Form einer sogenannten Watch-Dog- Rücksetzung an, für die mindestens in einem kleinen Teil einer flüchtigen Spei chereinrichtung der Recheneinheit ein für die Vorgeschichte der Watch-Dog- Rücksetzung typisches Muster vorliegt, das a-priori bekannt ist. Zum Vergleich wird ein entsprechendes Vergleichsmuster aus einer nichtflüchtigen Speicher richtung geladen. Entsprechen die in der nichtflüchtigen Speichereinrichtung vorhandenen Werte zumindest teilweise dem vorgegebenen Muster, so wird entschieden, daß das Reset-Signal von der Überwachungseinrichtung kommt; liegt keine Übereinstimmung der Werte der nichtflüchtigen Speichereinrichtung mit dem vorgegebenen Muster vor, so wird davon ausgegangen, daß das Reset- Signal von einer Störung der Spannungsversorgung herrührt. Bei einem Reset- Signal aus der Überwachungseinrichtung wird ein spezifischer Programmablauf in Gang gesetzt, während bei einem durch eine Störung der Spannungsversor gung verursachten Reset-Signal die Recheneinheit neu initialisiert wird. Solche Störungen der Versorgungsspannung, die zwar ein Reset-Signal auslösen, jedoch tatsächlich keine Störung in der Recheneinheit verursachen, sind mit dieser bekannten Vorrichtung nicht eindeutig unterscheidbar.

Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem Störungen der Spannungs versorgung, die Fehler in der Recheneinheit verursachten, von solchen Störun gen der Spannungsversorgung einfach und zuverlässig unterscheidbar sind, die keine Fehler in der Recheneinheit hervorrufen.

Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1 bzw. 5 angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei dem Verfahren ist demnach vorgesehen, daß das Reset-Signal stets von der Spannungsüberwachungseinrichtung abgegeben wird, wenn die Versorgungs spannung unter einen Spannungspegel absinkt, oberhalb dessen ein definierter Betrieb der Recheneinheit gewährleistet ist, daß bei jedem Reset-Signal der Inhalt der flüchtigen Speichereinrichtung mit dem vorgegebenen Code verglichen wird und daß mit der Steuerung bei dem beim Auftreten des Reset-Signals vorliegenden Betriebszustand fortgefahren wird, wenn der Inhalt der flüchtigen Speichereinrichtung mit dem Code übereinstimmt, während bei Abweichung des Inhalts der flüchtigen Speichereinrichtung von dem Code eine neue Initialisierung durchgeführt wird, während bei der Vorrichtung vorgesehen ist, daß mit der Entscheidungseinrichtung bei Abweichung des Inhalts der flüchtigen Speicher einrichtung von dem vorgegebenen Code ein erstes Signal abgebbar ist, das eine Reinitialisierung der Recheneinheit auslöst, und daß bei festgestellter Überein stimmung des Inhalts mit dem vorgegebenen Code ein zweites Signal abgebbar ist, das eine Fortführung des Steuerungsablaufs auf der Grundlage des vor Auftreten des Reset-Signals vorhandenen Betriebszustands bewirkt.

Da das Reset-Signal stets abgegeben wird, wenn die Versorgungsspannung unter einen Spannungspegel absinkt, unterhalb dessen kein definierter Betrieb der Recheneinheit sichergestellt ist, und bei jedem Reset-Signal eine Überprü fung in Gang gesetzt wird, ob der Inhalt des flüchtigen Speichers noch voll ständig vorhanden ist, braucht nicht jedesmal eine aufwendige Reinitialisierung der Recheneinheit durchgeführt zu werden. Stimmt nämlich der Inhalt des flüchtigen Speichers noch mit dem eingeschriebenen, vorgegebenen Code überein, so hat der Spannungsabfall mit hoher Sicherheit keine Fehlerzustände in der Recheneinheit hervorgerufen. In diesem Fall wird somit keine Reinitialisie rung oder ein weiterer zusätzlicher Programmablauf ausgelöst, sondern es wird mit dem Steuerungsablauf auf der Basis des beim Auftreten des Reset-Signals vorliegenden Betriebszustand fortgefahren. Dadurch ist der Betriebsablauf hinsichtlich Sicherheit und Schnelligkeit der Steuerungsabläufe optimiert. Diese Maßnahmen wirken sich zum Beispiel dann vorteilhaft aus, wenn eine Steuerein richtung, bei der die Überwachung vorgesehen ist, keine Betriebszustands anzeige für einen Benutzer besitzt, da dann der Benutzer erst an einer nicht vorhandenen Funktion feststellen könnte, daß das Gerät nicht aktiv ist. Dabei können die erfindungsgemäßen Maßnahmen durch ein in der Recheneinheit vorgesehenes Programm realisiert werden, ohne daß zusätzliche äußere Beschal tungen erforderlich sind.

Eine besonders einfache Ausführung des Verfahrens bzw. der Vorrichtung besteht darin, daß bei einer Recheneinheit, bei der die flüchtige Speicherein richtung mehrere mit jeweils einer Spannungsversorgungsleitung versehene Speicherblöcke aufweist, bei der Initialisierung jeweils nur eine von mehreren Zellen jedes Speicherblocks mit einem Element des Codes beschrieben wird, bzw. darin, daß bei einer Recheneinheit, bei der die flüchtige Speichereinrich tung in Blöcke mit jeweils mehreren Speicherzellen aufgeteilt ist und pro Block nur eine Spannungsversorgungsleitung vorgesehen ist, jeweils in nur eine Speicherzelle ein Wert eingeschrieben ist. Das Verfahren ergibt bei einfacher Realisierung dadurch stets eine sichere Überwachung, daß der Code bei jedem Initialisieren aus einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung in die flüchtige Spei chereinrichtung geschrieben wird.

Eine schaltungstechnisch vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung besteht darin, daß die Spannungsüberwachungseinrichtung als ein Bauelement ausgebildet ist, das auch einen Spannungsregler aufweist.

Vorteilhafte Anwendungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung ergibt der Einsatz bei einer Scheibenwischersteuereinrichtung, da die Recheneinheit selbst tätig auf Störungen optimal reagiert und der Steuerungsablauf ohne Ablenkung des Fahrers weiter abläuft.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be zugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Überwachen einer elektronischen Recheneinheit und

Fig. 2 die wesentlichen Verfahrensschritte bei der Überwachung der elektronischen Recheneinheit.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Überwachen einer elektronischen Rechen einheit, wie sie beispielsweise bei einer Scheibenwischersteuereinrichtung eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann. Eine Spannungsquelle in Form einer Batterie B stellt eine Versorgungsspannung UB bereit, die in einer Spannungs überwachungseinrichtung Ü aufbereitet und den verschiedenen Verbrauchern zur Verfügung gestellt wird, wozu in der Spannungsüberwachungseinrichtung Ü ein Spannungsregler vorgesehen ist. Die Spannungsüberwachungseinrichtung Ü weist außerdem eine Rücksetzeinrichtung auf, die bei einer Aktivierung der Steuereinrichtung ein Einschalt-Reset-Signal (Power-On-Reset) und bei einem kurzzeitigen Abfall der Versorgungsspannung unter einem Pegel, der zu einem undefinierten Zustand führen kann, ein Unterspannungs-Reset-Signal an eine Recheneinheit MC abgibt. Die Recheneinheit MC weist eine nichtflüchtige Speichereinrichtung ROM, eine Vergleichereinrichtung V sowie eine Entschei dungseinrichtung E auf. Die Entscheidungseinrichtung E gibt in Abhängigkeit eines in der Vergleichereinrichtung V erzeugten Vergleichsergebnisses zwischen einem Code der nichtflüchtigen Speichereinrichtung ROM und des Inhalts der flüchtigen Speichereinrichtung RAM ein erstes oder ein zweites Signal S1 bzw. S2 ab, mit denen nach Auftreten eines Reset-Signals der weitere Verfahrens ablauf bestimmt wird.

In der Fig. 2 ist der Verfahrensablauf der Überwachung in einem Ablaufdia gramm dargestellt. Bei einer Initialisierung 1 wird veranlaßt, daß in einem Schritt 2 der in der nichtflüchtigen Speichereinrichtung ROM vorhandene Code in die flüchtige Speichereinrichtung RAM eingeschrieben wird. Wird in einem Schritt 3 nach einer Initialisierung ein Reset-Signal erfaßt, so wird in der Vergleicherein richtung V der aktuelle Inhalt des RAM mit dem vorgegebenen Code der nicht flüchtigen Speichereinrichtung ROM verglichen. Ist der Inhalt der flüchtigen Speichereinrichtung RAM gegenüber dem eingeschriebenen, vorgegebenen Code, der dem Code der nichtflüchtigen Speichereinrichtung ROM entspricht, unverändert geblieben, so wird im Steuerungsablauf mit dem beim Auftreten des Reset-Signals vorliegenden Betriebszustand fortgefahren. Ergibt sich eine Abwei chung zwischen dem aktuellen Inhalt der flüchtigen Speichereinrichtung RAM von dem vorgegebenen Code, so wird eine neue Initialisierung der Recheneinheit mit Test und Löschen der flüchtigen Speichereinrichtung RAM durchgeführt, so daß der gewünschte Steuerungsablauf wieder definiert vor sich gehen kann.

Der beschriebene Aufbau und Ablauf ist zum Beispiel einfach bei Rechner familien durchzuführen, bei denen die flüchtige Speichereinrichtung RAM in mehrere Blöcke mit zum Beispiel jeweils 16 Bytes aufgeteilt ist und jeder dieser Blöcke über eine Spannungsversorgungszuleitung verfügt, die alle 16 Bytes versorgt. Bei einem Spannungsabfall unter einen Spannungspegel, unterhalb dessen kein definierter Betrieb gewährleistet ist, wird sich beim Auftreten eines Fehlers in der Recheneinheit MC nicht eine einzelne Zelle eines Blocks ändern, sondern immer der ganze Block. Um einen Datenverlust durch Unterspannung oder einen Power-On-Reset zu erkennen und von einer kurzfristigen Unter brechung der Versorgungsspannung zu unterscheiden, die keinen Fehler her vorruft, genügt es also in jedem Block nur eine Zelle mit einer Konstanten bzw. einem Element des Codes zu beschreiben, die dann nach dem Auftreten eines Reset-Signals verglichen werden können.

Mit den beschriebenen Maßnahmen ist es bei wenig Aufwand möglich, bei Auftreten eines Reset-Signals zuverlässig festzustellen, ob in der Recheneinheit MC ein Fehler aufgetreten ist und mit dem Steuerungsablauf in optimaler Weise fortzufahren ohne unnötige Programmabläufe auszulösen.

Claims

1. Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Recheneinheit, bei dem nach einer Initialisierung der Recheneinheit bei einem Ausbleiben oder Abfall der Versorgungsspannung von einer Spannungsüberwachungsein richtung an die Recheneinheit ein Reset-Signal abgegeben und der Be triebszustand der Recheneinheit nach Auftreten des Reset-Signals durch Vergleich eines Inhalts einer flüchtigen Speichereinrichtung mit einem fest vorgegebenen Code überprüft wird und eine Entscheidung bezüglich des weiteren Steuerungsablaufs getroffen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Reset-Signal stets von der Spannungsüberwachungseinrichtung abgegeben wird, wenn die Versorgungsspannung unter einen Spannungs pegel absinkt, oberhalb dessen ein definierter Betrieb der Recheneinheit gewährleistet ist,
daß bei jedem Reset-Signal der Inhalt der flüchtigen Speichereinrichtung mit dem vorgegebenen Code verglichen wird und daß mit der Steuerung bei dem beim Auftreten des Reset-Signals vorliegenden Betriebszustand fortgefahren wird, wenn der Inhalt der flüchtigen Speichereinrichtung mit dem Code übereinstimmt, während bei Abweichung des Inhalts der flüch tigen Speichereinrichtung von dem Code eine neue Initialisierung durch geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Recheneinheit, bei der die flüchtige Speichereinrichtung mehrere mit jeweils einer Spannungsversorgungsleitung versehene Speicherblöcke aufweist, bei der Initialisierung jeweils nur eine von meh reren Zellen jedes Speicherblocks mit einem Element des Codes beschrie ben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Code bei jedem Initialisieren aus einer nichtflüchtigen Speicher einrichtung in die flüchtige Speichereinrichtung geschrieben wird.

4. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einer Scheibenwischersteuereinrichtung.

5. Vorrichtung zum Überwachen einer elektronischen Recheneinheit, die mindestens eine flüchtige Speichereinrichtung mit einem bei einer In itialisierung eingeschriebenen Code aufweist, mit einer Spannungsüber wachungseinrichtung, mit der beim Ausbleiben oder Abfallen einer von einer Spannungsquelle bereitgestellten Versorgungsspannung unter einen vorgegebenen Spannungspegel ein Reset-Signal für die Recheneinheit erzeugbar ist, mit einer Vergleichereinrichtung, mit der feststellbar ist, ob der in der flüchtigen Speichereinrichtung nach dem Reset-Signal vorhan dene Inhalt mit einem dem eingeschriebenen Code entsprechenden vor gegebenen Code übereinstimmt, und mit einer Entscheidungseinrichtung zur Abgabe von Signalen auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Entscheidungseinrichtung (E) bei Abweichung des Inhalts der flüchtigen Speichereinrichtung (RAM) von dem vorgegebenen Code ein erstes Signal (S1) abgebbar ist, das eine Reinitialisierung der Rechen einheit (MC) auslöst, und
daß bei festgestellter Übereinstimmung des Inhalts mit dem vorgegebenen Code ein zweites Signal (S2) abgebbar ist, das eine Fortführung des Steuerungsablaufs auf der Grundlage des vor Auftreten des Reset-Signals (RS) vorhandenen Betriebszustands bewirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Recheneinheit (MC), bei der die flüchtige Speichereinrich tung (RAM) in Blöcke mit jeweils mehreren Speicherzellen aufgeteilt ist und pro Block nur eine Spannungsversorgungsleitung vorgesehen ist, jeweils in nur eine Speicherzelle ein Wert eingeschrieben ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsüberwachungseinrichtung (Ü) als ein Bauelement ausgebildet ist, das auch einen Spannungsregler aufweist.

8. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7 bei einer Scheibenwischersteuereinrichtung.