[发明专利]一种基于看门狗和定时器的周期任务可靠性的监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别涉及一种基于看门狗和定时器的周期任务的可靠性监控方法。

背景技术

嵌入式实时操作系统一般由任务调度管理、时间管理、任务同步和通信、内存管理等几部分组成。实时操作系统中又经常会出现周期性的任务，对于周期性任务的可靠性需要进行有效的监控，即监控任务是否正常运行和任务的运行时间是否符合要求。看门狗是嵌入式系统中经常用来监控系统是否正常运行的重要硬件设备。看门狗是一个系统的自动计数器，当看门狗计数到达它的最高计数值时，会重新启动整个系统。一般使用看门狗的方法是在系统运行的任务里，每隔一段时间清零看门狗计数器，称“喂狗”，证明系统正常运行；如果很长时间没去给看门狗清零，看门狗超出了它的最高计数值时，认为系统出错，系统就会重新启动。

从目前普遍使用看门狗监控周期任务可靠性的方法中，可以看到，这些方法使用看门狗的方法比较简单且缺乏稳定性：看门狗清零的时间要求过于苛刻，因此可能会出现错误重启系统的状况；另外传统使用看门狗的方法没有对周期任务的时间约束的监控。

发明内容

为了解决只用看门狗监控周期任务时，由于周期任务的运行时间发生了微小的变化而导致系统错误重新启动的问题，并能有效监控周期任务的运行时间是否符合要求，本发明的目的在于提供一种基于看门狗和定时器的周期任务可靠性的监控方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该方法的步骤如下：

1)先为每一个周期任务设定一个正常报告变量(aliveCounter)，即周期任务需要在每一个预先设定的时间间隔内向系统报告自身是否正常，以及预期在一个监控周期内，预期的正常报告数量(expectedAlive)和允许的误差(tolerance)，当周期任务运行时，每报告一次，正常报告变量(aliveCounter)增加1，系统需要设定监控周期，系统要检查每一个监控周期到达时，周期任务的正常报告变量是否满足预期目标，满足预期目标是指，正常报告变量的值范围在[expectedAlive-tolerance，expectedAlive+tolerance]，同时将正常报告变量清零；

2)周期任务允许有多次证明自身正常运行的机会，周期任务会有一个状态的转换，周期任务的初始状态为“正常”，当周期任务在一个监控周期到达时，正常报告数量(aliveCounter)没有达到误差范围内的预期目标，周期任务将进入“临时”的状态，此时，周期任务将被允许继续执行多个监控周期，若在这些监控周期内，只要有一次周期任务的正常报告数量达到了预期正常报告数量，那么周期任务将被认为正常运行，再次回到“正常”状态；否则，在这些监控周期内，周期任务都没有达到预期的目标，那么周期任务将被认为运行“异常”；

3)硬件的看门狗计数器将一直被定时器以固定的周期，在到达其看门狗计数器峰值之前被清零；但是，当周期任务被认为异常运行时，即进入“异常”状态时，那么硬件的看门狗计数器将不再被清零，即系统会在看门狗计数器峰值到达后重新启动。

由于监控的任务是周期性任务，因此选择在周期任务每次运行时报告一次，或选择报告多次，依任务周期长短而定。

第2)步中，周期任务进入“临时”状态以后，将被允许继续执行多个监控周期，监控周期的个数是可以配置的。

第3))步中，看门狗计数器被清零的周期是小于看门狗计数器到达峰值的周期，保证系统在正常运行时，不会自动重启；而发现有周期任务异常时，看门狗计数器将不会被清零，此时保证系统会重新启动。

本发明具有的有益效果是：

本发明专利结合了看门狗的超时重启恢复系统的功能和定时器的计时功能，增加使用定时器来衡量周期任务的执行时间，加强了对周期任务的运行可靠性的监控；同时，基于看门狗自动重新启动的功能保证了系统在异常情况下的自动恢复；还能监测周期任务运行时间是否符合要求；而且允许配置周期任务报告数量有误差，以及增加的“临时状态”大大减小了对周期任务“异常”的误判，因而可以减少系统的错误的重新启动。

附图说明

图1是本发明方法中的被监控周期任务状态转换图。

图2是本发明所述的硬件看门狗计数器被清零的序列图。

图3是本发明所述的实例中各个任务中的变量和状态序列图1。

图4是本发明所述的实例中各个任务中的变量和状态序列图2。

图5是本发明所述的实例中看门狗计数器的清零时序图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明所述的基于看门狗和定时器监控周期任务的方法作进一步的介绍。