[发明专利]双核锁步错误恢复系统及方法

说明书

本发明公开了一种双核锁步错误恢复系统及方法，涉及CPU架构技术领域，解决了在双核锁步机制下发生锁步错误时不能快速使系统恢复到安全状态的技术问题，其技术方案要点是通过控制器根据第一核心和第二核心的运行状态生成对应的快照，并将所述快照存储至存储单元，当第一核心和第二核心出现锁步错误时，控制器从存储单元提取快照并将快照提供给第一核心和第二核心，以使第一核心和第二核心能够迅速恢复到安全状态，无需依靠其他的程序来进行恢复，恢复过程简单且恢复时间快。

技术领域

本公开涉及CPU架构技术领域，尤其涉及一种双核锁步错误恢复系统及方法。

背景技术

在某些领域，例如汽车业或民用航空业领域，对于部件的功能安全有较高的要求，CPU作为这些部件的“大脑”，其功能安全特性对于能否满足这些领域的高要求起着相当重要的作用。在发生功能失效时，如何能够快速可靠的对错误进行处理后并可靠恢复程序的执行，是功能安全领域研究的一个重要内容。

双核锁步（Dual-Core Lockstep）是一种常见的增强芯片功能安全的方法。处于双核锁步状态的两个核心读取同样的数据并执行同样的指令，并有检测单元实时监测两个核心的状态，如果两个核心的状态不一致（此处称作锁步错误, 往往意味着至少一个核心至少发生了错误）则触发警告（如发起中断或设置某信号），通过锁步机制，CPU的功能安全大大增强。

在增强系统功能安全的同时，为进一步提高系统的可用性，在发生锁步错误时，系统应尝试恢复程序的正常运行。发生锁步错误时，一般采用如下方式进行恢复：（1）软件在锁步错误中断处理程序中进行处理；（2）告警信号直接触发重启电路重新启动整个系统。

目前已知的在CPU锁步错误后的恢复机制， 要么对软件有较多的依赖，例如需要假定CPU能以可靠的执行处理锁步错误的中断处理程序；要么需要较长的恢复时间，例如使用锁步错误信号直接触发整个系统重新启动，在此情况下，大量程序需要重新执行才可以完成最终的恢复执行，因而花费较长的时间。

发明内容

本公开提供了一种双核锁步错误恢复系统及方法，其技术目的是在双核锁步机制下发生锁步错误时能快速使系统恢复到安全状态。

本公开的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种双核锁步错误恢复系统，包括处理器，所述处理器包括：

第一核心；

第二核心，所述第二核心与所述第一核心处于双核锁步模式；

第一监测单元，对所述第一核心和所述第二核心进行监测，确定是否出现锁步错误,若出现锁步错误则触发第一锁步错误信号，并将所述第一锁步错误信号发送给所述第一核心、所述第二核心和控制器；

所述第一核心和第二核心接收到所述第一锁步错误信号时，停止当前运行的指令，并通过所述控制器从存储单元中提取快照以进行错误恢复；

控制器，未接收到所述第一锁步错误信号时，根据所述第一核心和所述第二核心的运行状态生成对应的快照，并将所述快照存储至所述存储单元；接收到所述第一锁步错误信号时，从所述存储单元中提取所述快照并提供给所述第一核心和所述第二核心进行错误恢复；

所述存储单元，用于存储所述快照。

进一步地，该系统还包括第二监测单元，所述第二监测单元用于：对所述控制器进行监测，监测所述控制器是否出现错误，若出现错误则触发错误信号并将所述错误信号发送给所述处理器或外部系统。

进一步地，所述控制器还包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器与所述第二控制器处于锁步模式；

所述第二监测单元还用于：对所述第一控制器和所述第二控制器进行监测，确定所述第一控制器和所述第二控制器是否出现锁步错误，若出现锁步错误则触发第二锁步错误信号，并将所述第二锁步错误信号发送给所述处理器或外部系统。

进一步地，所述存储单元还包括第一存储单元和第二存储单元，所述第一存储单元和所述第二存储单元都属于堆栈结构；