¿Por qué algunos equipos informáticos necesitan agregar dispositivos de vigilancia?
¿Sabes qué es un perro guardián de hardware? Sígueme para saber qué es un perro guardián de hardware.
Introducción al mecanismo de vigilancia de hardware
El mecanismo de vigilancia, también llamado temporizador de vigilancia, se utiliza principalmente para monitorear y administrar el estado de ejecución de la CPU y restablecer la CPU en un estado anormal. para que pueda funcionar nuevamente.
Los perros guardianes se pueden dividir en perros guardianes de hardware y perros guardianes de software.
El cuerpo principal del dispositivo de vigilancia de hardware es un circuito de sincronización, y la CPU monitoreada proporciona una señal periódica de "alimentación del perro" para borrar el temporizador (comúnmente conocido como "limpiar al perro"). Cuando la CPU funciona normalmente, el temporizador del mecanismo de vigilancia no se desbordará porque puede borrar el mecanismo de vigilancia con regularidad. Cuando la CPU falla, no puede continuar proporcionando la señal de "clear dog", lo que provoca que el temporizador de vigilancia interno se acumule y se desborde, lo que activa una señal de reinicio para restablecer la CPU y hacer que la CPU vuelva a funcionar.
El principio de vigilancia del software es el mismo, excepto que el temporizador del circuito de hardware se reemplaza por el temporizador interno del procesador. Esto puede simplificar el diseño del circuito de hardware, pero no es tan confiable como el. temporizador de hardware, como el sistema. No se puede detectar una falla del temporizador interno. Por supuesto, también existe un monitoreo mutuo a través de temporizadores duales, lo que no solo aumenta la sobrecarga del sistema, sino que tampoco puede resolver todos los problemas, como la falla del sistema de interrupciones que causa la falla de la interrupción del temporizador.
El perro guardián en sí no se utiliza para resolver problemas del sistema. Las fallas descubiertas durante el proceso de depuración deben verificarse y corregirse para detectar errores en el diseño mismo. El propósito de agregar un mecanismo de vigilancia es restaurar automáticamente el sistema a su estado de funcionamiento normal sin intervención humana cuando el sistema falla debido a factores como posibles errores de programa e interferencias en entornos hostiles. El perro guardián no puede evitar por completo las pérdidas causadas por fallas. Después de todo, no puede funcionar normalmente desde el momento en que se descubre la falla hasta el momento en que el sistema se reinicia y vuelve a la normalidad. Al mismo tiempo, algunos sistemas también necesitan proteger los datos en el sitio antes de restablecerlos y restaurarlos después del reinicio, lo que también puede requerir una cierta cantidad de sobrecarga de software y hardware.
1).MR#: Reinicio manual, señal de entrada de reinicio manual, nivel bajo está activo Cuando el nivel de entrada de este pin es inferior a 0,6 V, el pin Reinicio# se activará para emitir un. señal de reinicio, este pin tiene una corriente de pull-up interna de 70uA. Si no desea utilizar este pin, debe conectar este pin a VCC o dejarlo flotando, sin conexión a tierra;
2).VCC: voltaje de funcionamiento del chip, conéctelo a 5V o 3,3V;
3).GND: tierra de referencia del chip, conectado directamente a la placa única GND;
4).PFI: entrada del comparador de falla de energía, pin de entrada de monitoreo de voltaje, cuando el voltaje de entrada de este pin es inferior a 1,25 V, FPO# y Reset# emitirán señales de bajo nivel;
5).PFO#: Salida de fallo de alimentación, pin de salida de monitoreo de voltaje, cuando el nivel de entrada de PFI es inferior a 1,25 V. Cuando el pin no está en uso, genera un nivel bajo. Cuando este pin no se utiliza, se puede dejar flotando.
6).WDI: Entrada de vigilancia, perro limpio; entrada de señal Cuando WDI encuentra un flanco ascendente o descendente, el temporizador de vigilancia interno se pondrá a 0. Cuando la señal de entrada de WDI excede 1.6S sin transición, el temporizador de vigilancia interno se desbordará y activará WDO# para emitir un nivel bajo;
7).WDO#: salida de vigilancia, salida de vigilancia, cuando WDI no lo hace salta durante más de 1,6 s, WDO# generará un nivel bajo. Además, cuando VCC sea inferior a 1,25 V, WDO# también se activará para generar un nivel bajo
8).RESET#: Restablecer. salida de señal, el nivel bajo está activo, el ancho del nivel bajo es de 200 ms, la señal de reinicio# solo será activada por VCC o MR#, el reinicio# no se activará cuando WDO# sea válido, a menos que WDO# esté conectado a RESET#.
Aunque los chips MAX706 y ADM706 son compatibles entre sí en términos de empaque, todavía existen algunas diferencias entre los dos, como las siguientes:
1). dispositivo de grado industrial con un rango de temperatura de funcionamiento de: 0-70 oC, y el ADM706R es un dispositivo de grado industrial con un rango de temperatura de funcionamiento de -40-85 oC, por lo que al seleccionar un modelo, debe asegurarse de que el entorno de trabajo de el producto tiene requisitos de temperatura;
2) El ancho de pulso de reinicio mínimo de MAX706R es 140 ms y el ancho de pulso mínimo de ADM706R es 160 ms
3). de ADM706R se deja flotando en un estado de alta impedancia, prohibirá que el chip funcione, por lo que al diseñar, el pin WDI debe elevarse a VCC a través de una resistencia de 4,7 K. El MAX706 no se puede desactivar y comienza a funcionar tan pronto como se enciende, por lo que no es necesario activar WDI
4). La señal PFO# del ADM706R no solo será activada por el; Señal PFI, pero también por la señal MR#, cuando MR# aparece negativo, PFO# se activará para generar una onda cuadrada de 10 KHz y se mantendrá, pero el PFO# de MAX706 solo está relacionado con la entrada PFI y no se verá afectado. por el nivel del pin MR#;
5). Cuando MR# aparece bajo, para el chip MAX706, WDO# pasará antes de RESET#, pero para ADM706, por el contrario, WDO# pasará después de RESET. #.
Para hacer que el dispositivo de vigilancia de hardware sea más confiable y más flexible de usar, el método de diseño principal actual es utilizar el chip de vigilancia con un dispositivo lógico (CPLD).
En este momento, el mecanismo de vigilancia tiene tres formas de borrarlo:
1). Durante el funcionamiento normal, la CPU emite la señal WDI para borrar el mecanismo de vigilancia;
2) La CPU apaga el perro guardián (no emite la señal WDI) y el CPLD emite la señal de perro limpio WDI. Este método no se recomienda y es propenso a problemas. Algunas especificaciones de diseño prohíben estrictamente que la CPU. apagar el perro guardián;
3) Después de que la CPU se cuelga, el CPLD emite activamente la señal de limpieza del perro WDI durante un período de tiempo. Si la CPU no ha vuelto a la normalidad, ya no continuará. limpia el perro. Espera a que el temporizador interno del chip de vigilancia se desborde y emite una señal de reinicio para restablecer la CPU.
Durante el período en que la CPU está encendida, la señal WDI no se puede emitir para borrar el mecanismo de vigilancia. El mecanismo de vigilancia del hardware externo comienza a funcionar tan pronto como se enciende. El tiempo de inicio de la CPU generalmente es. uno o dos minutos. El temporizador de vigilancia es de solo 1,6 segundos. Si excede este tiempo, el mecanismo de vigilancia emitirá una señal de reinicio para restablecer la CPU. Si este es el caso, la CPU se reiniciará cada 1,6 segundos y no podrá funcionar normalmente. ¿Para evitar este problema?
Esto se hace en el diseño real, como se muestra en la siguiente figura. Durante el período en que la CPU está encendida y arranca, la señal de reloj del sistema CLK se usa para borrar el perro. Después de iniciar la CPU, CAMBIAR cambia automáticamente la señal clara del perro a WDI. El temporizador y el interruptor (SWITCH) se simulan con lógica. Se puede configurar el tiempo de desbordamiento del temporizador (generalmente un poco más largo que el tiempo de inicio de la CPU). Una vez completado el inicio de la CPU, el temporizador también se desbordará y generará una señal de desbordamiento. , después de que SWITCH recibe esta señal de desbordamiento, inmediatamente toma medidas para cambiar la señal de borrado del reloj del sistema a WDI.