WO2005119739A2 - Electronic component for preventing undesired switching between monitoring modes - Google Patents

Electronic component for preventing undesired switching between monitoring modes Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to an electronic component according to the preamble of claim 1.
  • a generic electronic component in the form of a microcontroller system with an external monitoring module, a so-called watchdog, is known from prior public use.
  • the monitoring module has various monitoring states, so-called modes, which can be switched over via the status input.
  • the respective mode or mode decides on the type of monitoring of the microcontroller system. In the case of the known component, undesired switching operations between the monitoring states of the monitoring module occurred.
  • a signal pulse according to claim 2 is particularly simple and can therefore be detected with little effort.
  • the signal pulse is preferably a rectangular pulse.
  • other shapes for example a sinusoidal pulse or a sawtooth pulse, are also conceivable.
  • the monitoring state can be switched over quickly. If there is no control edge in the event of a static and therefore incorrect signal level change, the originally existing monitoring state can be set again automatically.
  • An alternative embodiment according to claim 4 leads to a safe switching process.
  • the switchover only takes place when the required dynamic switchover signal has actually been recognized.
  • a brief switchover to an undesired monitoring state is therefore also prevented.
  • An embodiment according to claim 5 leads to the fact that errors or external influences which lead to dynamic signal level changes outside the predetermined period of time are reliably recognized and can therefore be eliminated.
  • a dynamic pulse that is too short can then be recognized as an incorrect signal pulse.
  • the tolerance range for the period of time between the switching edge and the control edge, which is recognized as correct, is selected depending on the corresponding duration of the actual switching signal.
  • FIG. 2 shows alternative configurations of signal profiles when switching between monitoring states of a monitoring module of the electronic component.
  • An electronic component designated 1 in FIG. 1 comprises a computer module 2 and a monitoring module 3. The latter is also referred to as a watchdog.
  • the computer module 2 is in signal connection with a status input 5 of the monitoring module 3.
  • the computer module 2 is also connected to the monitoring module 3 via a plurality of monitoring lines 6.
  • the monitoring lines 6 are in signal connection with monitoring inputs 6a of the monitoring module 3 for monitoring the latter. With With the help of the monitoring lines 6, certain safety-critical functions of the computer module 2 can be monitored by the monitoring module 3.
  • the lines 4, 6 can be designed as physical lead wires or other electrical connections, but also wireless.
  • the monitoring module 3 can be switched between different predetermined monitoring states via a signal pulse on the status line 4. These are also known as modes.
  • FIG. 2 shows different variants of (U, t) signal profiles on the status line 4 for switching between two monitoring states ZI, Z2 of the monitoring module 3.
  • the time profile of a signal level on the status line 4 is shown in each case.
  • the signal curve on the left in FIG. 2 starts with a low level L until the signal level rises to a high level H at time t1. There is therefore a rising edge 7 at time t1.
  • the monitoring module 3 switches from the first monitoring state ZI to the second monitoring state Z2 at the time t1.
  • the rising edge 7 is therefore also referred to below as the switching edge.
  • the signal level drops from high level H to low level L again via a falling edge 8.
  • the monitoring module 3 remains in the monitoring state Z2, as shown in FIG. 2, only if the falling edge 8 is present within a predetermined period of time by the time interval ⁇ t between the times t1 and t2.
  • the falling edge 8 is therefore also referred to below as the control edge.
  • FIG. 2 An alternative switching process between the monitoring states ZI and Z2 is shown on the right in FIG. 2.
  • the signal level rises to a high level H via a control edge 9 and falls from the high level H via a switching edge 10 to the low level L again at a time ⁇ t at time t4.
  • Switching at time t4 takes place in accordance with the above for the left-hand signal variant according to FIG. 2 only if the time period ⁇ t between time t3 and t4 lies within a predetermined tolerance period, for which the following can also apply: 0.5 ⁇ tO ⁇ t2 ⁇ tO ,
  • the signal pulses described in connection with FIG. 2 are rectangular pulses. Alternatively, it is of course possible to use other pulse forms for switching over monitoring states of the monitoring module 3. It is essential that the pulse course of the signal pulse has a switchover edge and a control edge. Of course, low and high levels can also be inverted, for example.

Abstract

The invention relates to an electronic component (1) comprising a computing module (2) and a monitoring module (3). The latter comprises at least one mode input (5), via which the monitoring module (3) is connected to the computing module (2) by signals for the specification of a monitoring mode, selected from several predefined monitoring modes of the monitoring module (3), in the computing module. In addition, the monitoring module (3) comprises at least one monitoring input (6a), via which the monitoring module (3) is connected to the computing module (2) by signals for the monitoring of said computing module. The mode input (5) is configured in such a way that switching between the monitoring modes of the monitoring module (3) takes place exclusively using a dynamic signal. This prevents and identifies undesirable switching caused by a static external signal.

Description

Elektronisches BauteilElectronic component
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electronic component according to the preamble of claim 1.
Ein gattungs gemäßes elektronisches Bauteil ist in Form eines Mikrocont- rollersystems mit einem externen Überwachungsbaustein, einem sogenannten Watchdog, durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Der Überwachungsbaustein verfügt über verschiedene Überwachungszustände, soge- nannte Modi, die über den Zustandseingang umgeschaltet werden können. Der jeweilige Modus bzw. Mode entscheidet über die Art der Überwachung des Mikrocontrollersystems. Beim vorbekannten Bauteil traten unerwünschte Umschaltvorgänge zwischen den Uberwachungszustanden des Überwachungsbausteins auf.A generic electronic component in the form of a microcontroller system with an external monitoring module, a so-called watchdog, is known from prior public use. The monitoring module has various monitoring states, so-called modes, which can be switched over via the status input. The respective mode or mode decides on the type of monitoring of the microcontroller system. In the case of the known component, undesired switching operations between the monitoring states of the monitoring module occurred.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Bauteil der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein unerwünschtes Umschalten zwischen Uberwachungszustanden des Überwachungsbausteins vermieden bzw. erkannt wird.It is therefore the object of the present invention to develop an electronic component of the type mentioned in the introduction in such a way that undesired switching between monitoring states of the monitoring module is avoided or recognized.
Diese Aufgabe ist erfindungs gemäß gelöst durch ein elektronisches Bauteil mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention by an electronic component with the features of the characterizing part of claim 1.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die unerwünschten Umschaltvor- gänge bei der vorbekannten Lösung darauf zurückzuführen sind, dass dort ein statisches Umschaltsignal zum Einsatz kommt. Wenn auf Grund externer Einflüsse eine statische Änderung des Signalpegels am Zustandseingang erfolgte, resultierte bei der vorbekannten Lösung die unerwünschte Umschaltung des Überwachungszustandes. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines dynamischen Umschaltsignals werden derartige Fehler sicher eliminiert. Als Folge eines statischen Signals kann beim erfindungsgemäßen elektronischen Bauteil ein dauerhaftes Umschalten des Überwachungszustandes nicht erfolgen. Ein sicherheitskritisches und daher unerwünschtes Umschalten des Überwachungszustandes auf Grund einer statischen Signalpegeländerung, z. B. als Folge eines externen Einflusses wie z. B. eines Kurzschlusses, ist daher verhindert.According to the invention, it was recognized that the undesired switchover processes in the previously known solution are due to the fact that a static switchover signal is used there. If there was a static change in the signal level at the state input due to external influences, the previously known solution resulted in the undesirable solution Switching the monitoring status. Such errors are reliably eliminated by the use of a dynamic switching signal according to the invention. As a result of a static signal, the monitoring state cannot be switched over permanently in the electronic component according to the invention. A safety-critical and therefore undesirable switching of the monitoring state due to a static signal level change, e.g. B. as a result of an external influence such. B. a short circuit is therefore prevented.
Ein Signalimpuls nach Anspruch 2 ist besonders einfach aufgebaut und daher mit geringem Aufwand zu erfassen. Bevorzugt ist der Signalimpuls ein Rechteckimpuls. Alternativ sind auch andere Formen, zum Beispiel ein sinusförmiger Impuls oder ein Sägezahnimpuls, denkbar.A signal pulse according to claim 2 is particularly simple and can therefore be detected with little effort. The signal pulse is preferably a rectangular pulse. Alternatively, other shapes, for example a sinusoidal pulse or a sawtooth pulse, are also conceivable.
Bei einem elektronisches Bauteil nach Anspruch 3 ist ein schnelles Umschalten des Überwachungszustandes mögüch. Bei Ausbleiben der Kon- trollflanke im Falle einer statischen und daher fehlerhaften Signalpegeländerung kann automatisch wieder der ursprünglich vorhandene Überwa- chungszustand eingestellt werden.In the case of an electronic component according to claim 3, the monitoring state can be switched over quickly. If there is no control edge in the event of a static and therefore incorrect signal level change, the originally existing monitoring state can be set again automatically.
Eine alternative Ausgestaltung nach Anspruch 4 führt zu einem sicheren Umschaltvorgang. Das Umschalten findet erst statt, wenn tatsächlich das erforderliche dynamische Umschaltsignal erkannt wurde. Auch ein kurz- zeitiges Umschalten in einen nicht gewünschten Uberwachungszustand ist ■ daher sicher verhindert. Eine Ausgestaltung nach Anspruch 5 führt dazu, dass auch Fehler bzw. externe Einflüsse, die zu dynamischen Signalpegeländerungen außerhalb der vorgegebenen Zeitspanne führen, sicher erkannt werden und daher eliminiert werden können. Auch ein zu kurzer dynamischer Impuls kann dann als nicht korrekter Signalimpuls erkannt werden. Der Toleranzbereich für die als korrekt erkannte Zeitspanne zwischen Umschaltflanke und Kontrollflanke wird abhängig von der entsprechenden Zeitdauer des tatsächlichen Umschaltsignals gewählt.An alternative embodiment according to claim 4 leads to a safe switching process. The switchover only takes place when the required dynamic switchover signal has actually been recognized. A brief switchover to an undesired monitoring state is therefore also prevented. An embodiment according to claim 5 leads to the fact that errors or external influences which lead to dynamic signal level changes outside the predetermined period of time are reliably recognized and can therefore be eliminated. A dynamic pulse that is too short can then be recognized as an incorrect signal pulse. The tolerance range for the period of time between the switching edge and the control edge, which is recognized as correct, is selected depending on the corresponding duration of the actual switching signal.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. In this show:
Fig. 1 schematisch ein elektronisches Bauteil; und1 schematically shows an electronic component; and
Fig. 2 alternative Ausgestaltungen von Signalverläufen beim Umschalten zwischen Uberwachungszustanden eines Überwachungsbausteins des elektronischen Bauteils.2 shows alternative configurations of signal profiles when switching between monitoring states of a monitoring module of the electronic component.
Ein in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnetes elektronisches Bauteil umfasst einen Rechnerbaustein 2 und einen Überwachungsbaustein 3. Letzterer wird auch als Watchdog bezeichnet.An electronic component designated 1 in FIG. 1 comprises a computer module 2 and a monitoring module 3. The latter is also referred to as a watchdog.
Über eine Zustandsleitung 4 steht der Rechnerbaustein 2 mit einem Zu- Standseingang 5 des Überwachungsbausteins 3 in Signalverbindung. Ferner steht der Rechnerbaustein 2 mit dem Überwachungsbaustein 3 über eine Mehrzahl von Überwachungsleitungen 6 in Verbindung. Die Überwachungsleitungen 6 stehen mit Überwachungseingängen 6a des Überwachungsbausteins 3 zur Überwachung von diesem in Signalverbindung. Mit Hilfe der Überwachungsleitungen 6 können bestimmte sicherheitskritische Funktionen des Rechnerbausteins 2 durch den Überwachungsbaustein 3 überwacht werden. Die Leitungen 4, 6 können als körperliche Leitungsdrähte oder sonstige elektrische Verbindungen, aber auch drahtlos ausge- führt sein.Via a status line 4, the computer module 2 is in signal connection with a status input 5 of the monitoring module 3. The computer module 2 is also connected to the monitoring module 3 via a plurality of monitoring lines 6. The monitoring lines 6 are in signal connection with monitoring inputs 6a of the monitoring module 3 for monitoring the latter. With With the help of the monitoring lines 6, certain safety-critical functions of the computer module 2 can be monitored by the monitoring module 3. The lines 4, 6 can be designed as physical lead wires or other electrical connections, but also wireless.
Über einen Signalimpuls auf der Zustandsleitung 4 kann der Überwachungsbaustein 3 zwischen verschiedenen vorgegebenen Uberwachungszustanden umgeschaltet werden. Diese werden auch als Modi bezeichnet.The monitoring module 3 can be switched between different predetermined monitoring states via a signal pulse on the status line 4. These are also known as modes.
Fig. 2 zeigt verschiedene Varianten von (U, t)-Signalverläufen auf der Zustandsleitung 4 zum Umschalten zwischen zwei Uberwachungszustanden ZI, Z2 des Überwachungsbausteins 3. Dargestellt ist jeweils der zeitliche Verlauf eines Signalpegels auf der Zustandsleitung 4.FIG. 2 shows different variants of (U, t) signal profiles on the status line 4 for switching between two monitoring states ZI, Z2 of the monitoring module 3. The time profile of a signal level on the status line 4 is shown in each case.
Der in Fig. 2 linke Signalverlauf startet mit einem Low-Pegel L, bis zum Zeitpunkt tl der Signalpegel zu einem High-Pegel H ansteigt. Zum Zeitpunkt tl liegt daher eine steigende Flanke 7 vor. Auf Grund dieser steigenden Flanke 7 findet zum Zeitpunkt tl ein Umschalten des Überwachungs- bausteins 3 vom ersten Uberwachungszustand ZI in den zweiten Uberwachungszustand Z2 statt. Die steigende Flanke 7 wird daher nachfolgend auch als Umschaltflanke bezeichnet. Zum Zeitpunkt t2 nach dem Zeitpunkt tl fällt der Signalpegel vom High-Pegel H wieder auf einen Low-Pegel L über eine fallende Flanke 8 ab. Nur dann, wenn die fallende Flanke 8 in- nerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne um den zeitlichen Abstand δt zwischen den Zeitpunkten tl und t2 vorliegt, bleibt der Überwachungsbaustein 3 im Uberwachungszustand Z2, wie in Fig. 2 dargestellt. Die fallende Flanke 8 wird daher nachfolgend auch als Kontrollflanke bezeichnet. Die zur Bestätigung tolerierte Zeitspanne δt zwischen den Zeitpunkten tl und t2 kann abhängig von einem Vorgabewert δtO beispielsweise betragen: 0,5 δtO < δt2 δtO. Wenn nicht innerhalb dieses Toleranzbereiches die Kontroll- flanke 8 der Umschaltflanke 7 nachfolgt, kehrt der Überwachungsbaustein 3 wieder in den ursprünglichen Uberwachungszustand ZI zurück.The signal curve on the left in FIG. 2 starts with a low level L until the signal level rises to a high level H at time t1. There is therefore a rising edge 7 at time t1. On the basis of this rising edge 7, the monitoring module 3 switches from the first monitoring state ZI to the second monitoring state Z2 at the time t1. The rising edge 7 is therefore also referred to below as the switching edge. At time t2 after time tl, the signal level drops from high level H to low level L again via a falling edge 8. The monitoring module 3 remains in the monitoring state Z2, as shown in FIG. 2, only if the falling edge 8 is present within a predetermined period of time by the time interval δt between the times t1 and t2. The falling edge 8 is therefore also referred to below as the control edge. The time period δt tolerated for confirmation between times t1 and Depending on a default value δtO, t2 can be, for example: 0.5 δtO <δt2 δtO. If the control edge 8 of the changeover edge 7 does not follow within this tolerance range, the monitoring module 3 returns to the original monitoring state ZI.
Ein alternativer Umschaltvorgang zwischen den Uberwachungszustanden ZI und Z2 ist rechts in Fig. 2 dargestellt. Dort steigt, ausgehend von einem Low-Pegel L der Signalpegel über eine Kontrollflanke 9 auf einen High- Pegel H an und fällt einen Zeitraum δt später zum Zeitpunkt t4 vom High- Pegel H über eine Umschaltflanke 10 wieder auf den Low-Pegel L ab. Ein Umschalten zum Zeitpunkt t4 findet entsprechend dem oben zur linken Signalvariante nach Fig. 2 ausgeführten nur dann statt, wenn der Zeitraum δt zwischen den Zeitpunkt t3 und t4 innerhalb einer vorgegebenen Toleranzzeitspanne liegt, für die ebenfalls gelten kann: 0,5 δtO < δt2 δtO.An alternative switching process between the monitoring states ZI and Z2 is shown on the right in FIG. 2. There, starting from a low level L, the signal level rises to a high level H via a control edge 9 and falls from the high level H via a switching edge 10 to the low level L again at a time δt at time t4. Switching at time t4 takes place in accordance with the above for the left-hand signal variant according to FIG. 2 only if the time period δt between time t3 and t4 lies within a predetermined tolerance period, for which the following can also apply: 0.5 δtO <δt2 δtO ,
Die im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Signalimpulse sind Rechteckimpulse. Alternativ ist es natürlich möglich, andere Impulsformen zum Umschalten von Uberwachungszustanden des Überwachungsbausteins 3 heranzuziehen. Wesentüch ist hierbei, dass der Impuls verlauf des Signal- impulses jeweils eine Umschalt- und eine Kontrollflanke aufweist. Natürlich können Low- und High-Pegel zum Beispiel auch invertiert vorliegen. The signal pulses described in connection with FIG. 2 are rectangular pulses. Alternatively, it is of course possible to use other pulse forms for switching over monitoring states of the monitoring module 3. It is essential that the pulse course of the signal pulse has a switchover edge and a control edge. Of course, low and high levels can also be inverted, for example.

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektronisches Bauteil (1) mit einem Rechnerbaustein (2) - mit einem Überwachungsbaustein (3), der ~ mindestens einen Zustandseingang (5) aufweist, über den der Überwachungsbaustein (3) mit dem Rechnerbaustein (2) zur rechnerseitigen Vorgabe eines Überwachungszustandes (ZI, Z2) von mehreren vorgegebenen Uberwachungszustanden (ZI, Z2) des Überwachungsbausteins (3) in Signalverbindung steht, ~ mindestens einen Überwachungseingang (6a) aufweist, über den der Überwachungsbaustein (3) mit den Rechnerbaustein (2) zur Überwachung von diesem in Signalverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandseingang (5) derart ausge- führt ist, dass ein Umschalten zwischen Uberwachungszustanden des Überwachungsbausteins (3) ausschließlich durch ein dynamisches Signal (7, 8; 9, 10) erfolgt.1. Electronic component (1) with a computer module (2) - with a monitoring module (3), which has ~ at least one status input (5), via which the monitoring module (3) with the computer module (2) for the computer-side specification of a monitoring state ( ZI, Z2) of several predetermined monitoring states (ZI, Z2) of the monitoring module (3) is in signal connection, ~ has at least one monitoring input (6a) via which the monitoring module (3) with the computer module (2) for monitoring the latter in signal connection stands, characterized in that the status input (5) is designed in such a way that switching between monitoring states of the monitoring module (3) takes place exclusively by means of a dynamic signal (7, 8; 9, 10).
2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandseingang (5) derart ausgeführt ist, dass ein Umschalten zwischen den Uberwachungszustanden (ZI, Z2) des Überwachungsbausteins (3) durch einen Signalimpuls (7, 8; 9, 10) mit einer Umschaltflanke (7; 10) und einer Kontrollflanke (8, 9) erfolgt, wobei ein dauerhaftes Umschalten nur dann erfolgt, wenn sowohl die Um- schaltflanke (7; 10) als auch die Kontrollflanke (8; 9) vom Zustandseingang (5) erfasst werden. 2. Electronic component according to claim 1, characterized in that the status input (5) is designed such that a switching between the monitoring states (ZI, Z2) of the monitoring module (3) by a signal pulse (7, 8; 9, 10) with a changeover edge (7; 10) and a control edge (8, 9) takes place, a permanent changeover only taking place if both the changeover edge (7; 10) and the control edge (8; 9) from the status input (5) be recorded.
3. Elektromsches Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandseingang (5) derart ausgeführt ist, dass ein Signalimpuls (7, 8) mit einer führenden Umschaltflanke (7) und einer nachfol- genden Kontrollflanke (8) ein Umschalten zwischen den Uberwachungszustanden (ZI, Z2) auslöst.3. Electrical component according to claim 2, characterized in that the status input (5) is designed such that a signal pulse (7, 8) with a leading switching edge (7) and a subsequent control edge (8) toggles between the monitoring states (ZI, Z2) triggers.
4. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das der Zustandseingang (5) derart ausgeführt ist, dass ein Signal- impuls (9, 10) mit einer führenden Kontrollflanke (9) und einer nachfolgenden Umschaltflanke (10) ein Umschalten zwischen den Uberwachungszustanden (ZI, Z2) auslöst.4. Electronic component according to claim 2, characterized in that the state input (5) is designed such that a signal pulse (9, 10) with a leading control edge (9) and a subsequent switching edge (10) toggle between the Monitoring states (ZI, Z2) triggers.
5. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandseingang (5) derart ausgeführt ist, dass ein Umschalten nur dann erfolgt, wenn die Umschaltflanke (7; 10) und die Kontrollflanke (8; 9) innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne erfasst werden. 5. Electronic component according to one of claims 2 to 4, characterized in that the status input (5) is designed such that a switchover takes place only when the switchover edge (7; 10) and the control edge (8; 9) within one predetermined period of time can be recorded.
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