[实用新型]毫秒级实时计算机系统监控装置

说明书

(一)技术领域

本发明创造涉及实时计算机系统检测领域，具体涉及一种用于检测实时计算机系统工作的检测监控装置。

(二)背景技术

目前工业控制CPU中大多自带监控看门狗定时器，但多数用于非实时系统中且一般定时周期在1-255s之间，即使是专用的定时器，定时周期也基本在30ms左右。此类监控看门狗主要用于单系统计算机的保护，保护方式大多为重新初始化程序。在采样和控制周期较高的实时控制系统中，初始化程序会给系统带来危险，况且30ms意味着系统在较长时间内处在开环状态，无法保证系统的安全运行。

六自由度运动模拟器是一种模拟路况、海况以及航天飞行器在一定空间范围内六个自由度运动的模拟装置。该装置被广泛用于航空、航天等行业，其控制部分采用实时计算机系统，采样与控制周期为1ms。而目前市场上尚未有能够用于监测实时控制计算机的工作状态并提高控制系统的可靠性的保护装置。

(三)发明内容

本发明创造的目的在于提供一种在毫秒级时间内即能判断出实时控制计算机的运行状态，并在计算机系统发生异常时驱动报警并实施保护，使实时控制系统的运行更加安全的毫秒级实时计算机系统监控装置。

本发明创造的目的是这样实现的：它包括标准时钟方波发生电路、波形频率整理电路、移位电路、锁存电路和用于检测实时计算机系统工作的系统运行心跳信号检测电路，其中标准时钟方波发生电路连接波形频率整形电路，波形频率整形电路连接移位寄存器，移位寄存器连接锁存电路，实时系统计算机系统检测电路连接移位寄存器，锁存电路连接六自由度运动模拟器保护回路。

本发明创造的工作原理为：

实时控制系统在控制周期内由实时计算机系统通过数字输出发出TTL交变的心跳信号，该信号作为移位电路清零，保持移位寄存器溢出端置零。监控装置自身也备有基时方波发生电路，用于计时报警。基时信号通过波形频率整理电路将信号调整到需要的频率，进入移位寄存器计数。在实时控制计算机正常工作状态下，系统运行心跳信号复位移位电路的溢出端，以便接收下一个周期的监控。当计算机工作异常时，心跳信号停止，移位电路溢出，驱动报警。

本发明创造应用于六自由度运动模拟器的控制系统中监控实时计算机系统的工作状态，当计算机系统异常时监控装置发出报警，由锁存电路发出报警驱动六自由度运动模拟器保护回路，控制模拟器处于保护状态。本发明创造结构简单、设计合理可靠，能够保证系统的安全运行，并提高了控制系统的可靠性，是新一代毫秒级实时计算机系统监控装置。

(四)附图说明

图1为本发明创造的原理示意图；

图2为实施例中的波形频率整理电路；

图3为实施例中的移位电路的电路原理图；

图4为实施例的设计原理图；

图5为实施例实验中占空比与报警门限频率的关系曲线。

(五)具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明创造作进一步的详细说明：

结合图1，本发明创造包括标准时钟方波发生电路、波形频率整理电路、移位电路、锁存电路和用于检测实时计算机系统工作的系统运行心跳信号检测电路，其中标准时钟方波发生电路连接波形频率整形电路，波形频率整形电路连接移位寄存器，移位寄存器连接锁存电路，实时系统计算机系统检测电路连接移位寄存器，锁存电路连接六自由度运动模拟器保护回路。

本发明创造由方波信号发生电路提供高频方波信号，周期T_S。该信号通过波形频率整理电路转换为需要的频率TTL电平信号，作为移位电路的脉冲指令。通过调整移位寄存器的位数，可以调整需要报警的时间，即在该时间段内没有接收到由实时计算机数字输出发送来的复位指令，就将移位电路溢出的报警信号送出至锁存电路，发出报警。当系统重新正常运行后，实时计算机可以进行报警复位。

报警时间T_B计算公式如下：

T_B＝N×T_S×n_f    (式1)

式中：n_f-波形频率调整电路的分频数；

N-移位寄存器的移位个数；

T_S-波形发生器的波形周期。